La Graduate Student Governance Association (GSGA) ha nominato il dottorando in ingegneria ambientale Changseok Han come destinatario del 2014 University of Cincinnati Graduate Student Award for Exemplary Scholarship nell'area delle scienze fisiche.

In riconoscimento del premio, Han riceverà un premio in denaro, una targa e un certificato alla cerimonia di riconoscimento di All University di domenica, 6 aprile 2014.

Han viene riconosciuto per la sua abilità dimostrata, ambizione e dedizione allo svolgimento di ricerche di alta qualità. Ogni anno viene assegnato un solo premio nell'area delle scienze fisiche e dell'ingegneria.

Gli studi di dottorato di Han riguardano lo sviluppo e l'applicazione di due diversi nanomateriali. Un materiale è progettato per monitorare i contaminanti dell'acqua di crescente preoccupazione, e un altro è progettato per scomponerli.

"La crescente incidenza spaziale e temporale delle fioriture algali dannose dei cianobatteri (Cyano-HAB) negli estuari di acqua dolce in tutto il mondo è diventata una preoccupazione crescente tra la comunità scientifica, " Han spiega. "Anche l'Ohio ha riscontrato il problema in varie acque superficiali tra cui il lago Erie, il fiume Ohio, e molti altri laghi in Ohio."

Han afferma che la presenza di cianotossine nocive da Cyano-HAB ad alte concentrazioni nelle fonti di acqua potabile è una seria minaccia per la salute degli esseri umani e della fauna selvatica. Altri contaminanti come prodotti farmaceutici e pesticidi hanno guadagnato molta attenzione a causa dei loro effetti negativi (ad es. femminilizzazione del pesce e della fauna selvatica, disturbi endocrini, e problemi di crescita).

"Per proteggere la salute degli esseri umani, ci sono due approcci. Un approccio è la degradazione delle tossine, e l'altro è monitorare le tossine nelle fonti di acqua potabile. Lo sviluppo di sensori altamente selettivi e a risposta rapida per monitorare queste tossine è una delle principali sfide per valutare i rischi per la salute associati, " ha detto. "Oltre a sviluppare un tale biosensore, lo sviluppo di tecnologie affidabili per decomporre questi composti nelle fonti di approvvigionamento di acqua potabile è di grande interesse."

Come prima parte del lavoro di Han, è stato eseguito lo sviluppo interdisciplinare e collaborativo di un biosensore basato su nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNT) per il monitoraggio di una cianotossina microcistina-LR (MC-LR). Come la seconda parte, è stata studiata la decomposizione di questi contaminanti di emergente preoccupazione mediante processi di ossidazione avanzati basati sulla fotocatalisi del biossido di titanio (TiO2) utilizzando fotocatalizzatore TiO2 attivato dalla luce UV/visibile (solare).

In altre parole, Lo studio di Han riguarda lo sviluppo di tecnologie affidabili sia per monitorare tali contaminanti dell'acqua di crescente preoccupazione sia per distruggerli nell'acqua per la protezione della salute pubblica.

Secondo Han, attraverso gli studi, sono stati sviluppati e applicati nuovi nanomateriali con strutture e funzionalità uniche per il monitoraggio e la bonifica ambientale, con l'interpretazione dei risultati fornendo:

1. Approcci innovativi per sviluppare sensori per il rilevamento di MC-LR che includono nuovi aspetti della funzionalizzazione dei nanotubi di carbonio (CNT) e l'incorporazione di anticorpi specifici coniugati per la selettività di MC-LR,
2. Valutazione significativa del sensore per il rilevamento di MC-LR in acqua,
3. Nuovi approcci per controllare la nanostruttura di TiO2 e per migliorare l'attività fotocatalitica di TiO2 sotto illuminazione sia solare che visibile,
4. Una migliore comprensione del destino delle cianotossine e di altri contaminanti dell'acqua di crescente preoccupazione con la nuova nanotecnologia fotocatalitica basata su TiO2, e
5. Nuove metodologie per sviluppare nanosistemi per importanti applicazioni ambientali e sanitarie.

Han afferma che i suoi studi di dottorato possono fornire conoscenze fondamentali per sviluppare biosensori elettrochimici per il monitoraggio di una microcistina e per sviluppare fotocatalizzatori TiO2 attivati ​​dalla luce visibile nanostrutturati per il trattamento e il riutilizzo dell'acqua. "Questi studi possono portare a sviluppare diversi biosensori per rilevare diverse cianotossine e migliorare la selettività e la specificità dei sensori. I fotocatalizzatori TiO2 di nuova concezione potrebbero essere applicati per il vero trattamento dell'acqua utilizzando la luce solare naturale".

Dice che il suo lavoro futuro si concentrerà sulla ricerca completa per sviluppare vari nanomateriali intelligenti per il trattamento di contaminanti dell'acqua di preoccupazione emergente come le cianotossine, prodotti farmaceutici, e pesticidi nei sistemi acquatici d'acqua dolce. "Uno sforzo significativo sarà dedicato a vari processi di trattamento nuovi ed efficaci per purificare l'acqua contaminata da tali tossine sia nei processi ingegnerizzati che in situ nei sistemi acquatici, ", ha detto. "Vorrei anche proseguire la ricerca sul recupero dei nutrienti, soprattutto fosfato e azoto, input da sorgenti non puntiformi, che sono cruciali per l'eutrofizzazione con conseguente presenza di massicce fioriture algali nelle acque superficiali".