Nanočásticemi čistí vodu

Miniaturní částice železa nasypou do podzemních vrtů a díky tomu během několika týdnů vyčistí kontaminované spodní vody. Tento jednoduchý nápad je jedním z prvních "nanoprojektů" olomouckého fyzikálního chemika Radka Zbořila, který stál u zrodu Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů při Palackého univerzitě. S kolegy má na kontě několik patentů. Jen během uplynulých tří let jich získali devět.

"Vědec, obzvláště pokud řídí velké výzkumné centrum, musí být dobrým manažerem," říká Radek Zbořil. Klíčová pro úspěch ve výzkumu je podle něho trpělivost a občas to nejde bez trochy štěstí. Navíc musíte v týmu udržet dobré vědce, dát prostor mladým a pěstovat kontakty se zahraničím.

"Čištění vody od toxických látek je naším nejperspektivnějším nápadem," myslí si profesor Zbořil. Technologie vyvíjená ve spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci se může široce uplatnit na zahraničních trzích. Kromě toho mají vědci z Palackého univerzity našlápnuto k dalšímu velkému byznysu. Našli totiž způsob, jak odstranit z vody zbytky antikoncepce a léků. Využívají k tomu opět železo, přesněji řečeno železany, silně oxidační látku na bázi vysokých valenčních stavů železa, kterou už dovedou ve spolupráci s firmou Nano Iron také vyrábět.

Právě na tohle znečištění odpadních vod se nyní zaměřuje pozornost. Neustále "zobeme" nějaké prášky a jejich zbytky vylučované močí zůstávají v odpadních vodách a dostávají se do řek, kde mění pohlaví ryb a ovlivňují i lidské zdraví. Evropská unie chce nyní množství těchto často vysoce toxických látek ve vodě regulovat, což otevírá dveře k rozvoji obrovského byznysu. "Unie si už dlouho dobře uvědomuje, že jde o problém. Zvažuje ovšem, jak celou věc legislativně upravit," říká Radek Zbořil. Nepochybuje však, že k zavedení limitů brzy dojde. "Je dobré být připraven," podotýká.

Zbořil, kterého nanotechnologie "chytly" už při psaní diplomky, získal v roce 2011 cenu ministra školství za výzkum. Při bádání se řídí heslem Arthura C. Clarka: Jestli najdeš v životě cestu bez překážek, určitě nikam nevede. Komplikací se Zbořil rozhodně nebojí. "České vědecké prostředí nemá rádo excelenci," upozorňuje na jednu z možných překážek rozvoje. Jak se to projevuje v praxi? Neumíme pořádně podpořit ty nejlepší týmy a bojíme se od peněz odstřihnout ty podprůměrné.

V Regionálním centru pokročilých technologií a materiálů při Univerzitě Palackého v Olomouci se vědci snaží přicházet se stále novými nápady. "Všechny naše patenty mají potenciál dostat se na trh," říká ředitel centra Radek Zbořil. A záběr vědců je široký. Pracují například na komercializaci kontrastní látky, která se využívá u pacientů vyšetřovaných magnetickou rezonancí. Nanostříbrem zase potahují kanyly, katétry nebo chirurgické nitě, aby nedocházelo k šíření infekcí. Vyvíjejí také technologie likvidace sinic pomocí nanomateriálů. Podle Zbořila je však otázka, kolik peněz patenty přinesou univerzitě, firmám nebo státu. "To se dá nyní těžko odhadnout. Cesta do praxe zabere nějaký čas," upozorňuje s tím, že pro něj je na prvním místě stále špičkový základní výzkum, od kterého se aplikovaný výzkum a nové technologie vždy odvíjejí.

Byznys spojený s nanoželezem a odstraňováním toxických zátěží ze spodních vod je už nyní dobře rozjetý. Technologie zabírá na více než 70 jedovatých látek - třeba na těžké kovy, jako je uran, chrom nebo olovo, dále chlorované uhlovodíky nebo polychlorované bifenyly. Metoda je šetrnější než běžně používané sanační přístupy. Stačí na několika místech udělat vrty a nalít do nich suspenzi vytvořenou z nanočástic železa. Ty reagují s toxickými látkami: rozloží je na jednodušší a méně škodlivé nebo dokonce neškodné chemikálie, které zůstávají v podzemí. Znečištěná voda se tak nemusí čerpat na povrch.

"Bez spolupráce s komerčním partnerem bychom se ale dále nedostali. Nanočástice železa jsou ukázkovým příkladem propojení průmyslu s akademickou sférou," upozorňuje Zbořil. Když v minulosti zvažovali, jak drobné částice vyrábět ve velkém, obrátili se na rajhradskou firmu LAC, která podniká ve strojírenství. Brzy našli společnou řeč.

Vědci se společníky firmy Jiřím Crhákem a Radimem Ledlem sestavili speciální zařízení na výrobu nanočástic. Následně společně založili firmu Nano Iron, která se zabývá dodávkami miniaturního železa. A tahle kombinace se v praxi opravdu osvědčila. "Jsme největším dodavatelem nanoželeza na světě," říká ředitel firmy Nano Iron Jan Slunský s tím, že konkurenci brzy vytlačili. Nanočástice železa se vyrábějí třeba také v Japonsku a USA. "Jenže během transportu do Česka suspenze zestárla a nereagovala tak dobře, jak se očekávalo," popisuje Slunský. České nanočástice jsou také menší a účinnější.

Společnost Nano Iron nyní dodává nanočástice využitelné při odstraňování toxických zátěží několika sanačním firmám v Česku. "Našimi odběrateli jsou například společnosti Aquatest, Dekonta, Geotest, Mega nebo Ekora," vyjmenovává Jan Slunský. V Česku se metoda využila třeba při sanaci výrobního areálu v Hořicích v Podkrkonoší, v Písečné v Orlických horách nebo v trutnovské továrně Kara. Firma má za sebou už i pilotní aplikaci ve Spojených státech. "Jednáme o využití nanoželeza v Dánsku, Belgii, Itálii, Polsku, určité testování proběhlo ve Francii," říká Slunský.

Existují různé metody sanace toxických látek z podzemních vod. "Nanoželezo se výborně hodí pro lokality, kde se kombinují různé chemikálie a jde také o ekologicky šetrný přístup," popisuje výhody Ondřej Stískal, jednatel společnosti Ekora.

AUTOR: Eva Hníková

70
Zhruba na tak vysoký počet různých toxických látek zabírají nanočástice železa.