Multifunkcionalni organsko-neorganski hibridni materijali aktivni pod vidljivom svetlošću primenjivi za produkciju vodonika i dezinfekciju

Multifunctional visible-light-responsive inorganic-organic hybrids for efficient hydrogen production and disinfection

Akronim / šifra: HYDIS / 5354
NIO nosilac projekta: Univerzitet u Beogradu - Institut za nuklearne nauke „Vinča“
NIO učesnici projekta: Univerzitet u Beogradu - Institut za hemiju, tehnologiju i metalurgiju (ICTM); Tehnološko-metalurški fakultet (TMF); Inovacioni centar Tehnološko-metalurškog fakulteta (ICTMF)
Rukovodilac projekta: Vesna Lazić, naučni savetnik
Website: https://hydis.vin.bg.ac.rs/
Projekat finansira: Fond za nauku Republike Srbije
Program: PRIZMA
Period realizacije: 2023 - 2026.

[sr] Dva globalna problema prepoznatljiva u svetu su širenje infekcija uzrokovanih sojevima mikroorganizama otpornih na antibiotike i potreba za zamenom fosilnih goriva obnovljivim izvorima energije zbog njihovog iscrpljivanja i štetnog zagađenja okoline. Da bismo rešili ova dva problema, pripremićemo nove multifunkcionalne inorgansko-organske hibridne nanomaterijale aktivne pod vidljivom svetlošću s dvostrukim potencijalnim primenama u fotokatalitičkoj proizvodnji vodonika i dezinfekciji otpadnih voda. U tu svrhu, apsorpcija svetlosti metal-oksidnih materijala će biti pomerena iz UV oblasti ka vidljivom spektralnom opsegu, kao posledica formiranja kompleksa sa prenosom naelektrisanja (ICT) između metal-oksida i glavnim komponentama biljnih ekstrakata, polifenolima. Osim toga, hibridni materijal će biti povezan sa polimernom matricom. Očekujemo značajno poboljšanje u fotokatalitičkoj sposobnosti hibrida zbog pojačane apsorpcije u vidljivom spektralnom opsegu, što će se procenjivati efikasnošću proizvodnje vodonika u reakciji cepanja vode. Takođe, ispitaće se foto-indukovana toksična akcija hibrida prema patogenim mikroorganizmima, prvo pod statičkim, a zatim pod dinamičkim uslovima, oponašajući tehnološki proces tretmana otpadnih voda. Uzimajući u obzir aktuelnost predložene teme, uticaj projekta će se osetiti na naučnu zajednicu, društvo, industriju, zdravstvenu zaštitu, obrazovanje i životnu sredinu.

[en] Two global problems are the spread of infections by antibiotic-resistant strains of microorganisms and the need to replace fossil fuels with renewable energy sources due to their depletion and harmful pollution of the environment. To solve those two problems, we will prepare a novel multifunctional visible-light-responsive inorganic-organic hybrid nanomaterials with dual potential applications in photocatalytic hydrogen production and wastewater disinfection. To this end, for the first time, absorption of wide-bandgap metal-oxides into desirable spectral range, visible or near-infrared, will be extended due to the formation of interfacial charge transfer (ICT) complexes with main components of plant extracts, polyphenols. In addition, the entire architecture will be linked to the polymer matrix. We expect significant improvement in the photocatalytic ability of hybrids due to enhanced absorption in the more practical visible spectral range, which will be evaluated by the efficiency of hydrogen production in the water-splitting reaction. Also, the photo-induced toxic action of hybrids against microbial species will be monitored, first under static conditions and then under dynamic conditions, mimicking the technological process of wastewater treatment. Considering the actuality of the proposed topic, the impact of the project will be felt on the scientific community, society, industry, healthcare, education, and environment.