Un team di ricerca guidato dal professor Jyh-Ming Wu del Dipartimento di Scienza e ingegneria dei materiali presso la National Tsing Hua University (NTHU) di Taiwan ha recentemente sviluppato due materiali piezoelettrici compositi estratti da comuni prodotti di scarto. Uno è un nuovo tipo di catalizzatore estratto dalla lolla di riso scartata ed è in grado di trattare le acque reflue industriali 90 volte più velocemente dei fotocatalizzatori attualmente in uso. L'altro è un materiale estratto dalle ossa dei calamari scartati ed è stato utilizzato per produrre una pellicola trasparente autoigienizzante adatta ad essere utilizzata come cover sugli schermi dei cellulari, pulsanti dell'ascensore, maniglie, eccetera.

Le acque reflue industriali organiche vengono in genere trattate utilizzando fotocatalizzatori; però, i fotocatalizzatori convenzionali richiedono luce sufficiente, e le acque reflue di solito non sono molto trasparenti, quindi l'efficienza tende ad essere bassa. Con questo problema in mente, Il team di ricerca di Wu ha estratto il biossido di silicio dalla lolla di riso e poi ha aggiunto molibdeno e zolfo per produrre un materiale piezoelettrico composito al quarzo. Il materiale può essere iniettato nella conduttura delle acque reflue di una fabbrica in cui la pressione generata dal flusso d'acqua aiuta a purificare l'inquinamento senza bisogno di luce.

Questo nuovo tipo di materiale piezoelettrico composito al quarzo può anche far fronte ai coloranti difficili da trattare presenti nelle acque reflue prodotte dalle fabbriche tessili. Il professor Wu lo ha dimostrato versando la polvere di quarzo composito in un bicchiere di acqua colorata con coloranti, mescolandolo agitando delicatamente il becher; in pochi minuti, l'acqua è diventata perfettamente limpida.

Wu ha spiegato che ciò che rende questo nuovo materiale così efficace è l'aggiunta di molibdeno e zolfo durante il processo di produzione; di conseguenza, pezzi di bisolfuro di molibdeno crescono sull'asta di quarzo - che assume l'aspetto di una mazza - aumentando l'area di contatto tra il materiale e il liquame, rendendo così il trattamento più efficiente.

Wu ha sottolineato che oltre al trattamento delle acque reflue, questo materiale può essere utilizzato anche per produrre idrogeno, che possono essere raccolti e utilizzati per produrre energia; Inoltre, questo materiale piezoelettrico riutilizzabile e biodegradabile, fornire un tipo di trattamento delle acque reflue poco costoso, conveniente, efficace e rispettoso dell'ambiente.

Il lavoro del gruppo di ricerca è stato recentemente presentato su riviste internazionali Materiale avanzato e Materiali funzionali avanzati , e il loro materiale composito al quarzo ha già ricevuto brevetti a Taiwan e negli Stati Uniti.

Il team di ricerca di Wu è anche riuscito a estrarre la chitina dalle ossa dei calamari e ad usarla per produrre un nuovo materiale piezoelettrico composito adatto a produrre una pellicola trasparente che si autosterizza ogni volta che viene toccata, rendendolo altamente adatto come copertura dello schermo per vari oggetti in luoghi pubblici, come le biglietterie automatiche.

Wu ha dimostrato l'effetto igienizzante del film spalmando un campione con Escherichia coli, applicando una pressione per 25 minuti, quindi togliendo la pressione e aspettando cinque minuti. Dopo cinque ripetizioni di questa procedura, l'Escherichia coli si è ridotto del 76%.

La chitina utilizzata per realizzare questo nuovo materiale piezoelettrico può essere estratta anche dai gusci dei gamberetti, gusci di granchio e ossi di seppia, e può anche essere prodotto utilizzando la tecnologia bionica. Grazie alla sua idoneità a produrre un film trasparente autosterilizzante per la copertura di schermi, come quelli utilizzati sui telefoni cellulari, questo nuovo materiale può svolgere un ruolo chiave nella lotta alla diffusione delle malattie infettive.