Różnorodność źródeł i rodzajów zanieczyszczeń odprowadzanych do środowiska powoduje, że bardzo trudno jest opracować uniwersalną i tanią metodę oczyszczania wody. Metody takie jak: osmoza, adsorpcja, ultrafiltracja, destylacja i fotoutlenianie charakteryzują się przede wszystkim wysoką energochłonnością i niską wydajnością. Naukowcy z Zakładu Nanotechnologii Polimerów i Biomateriałów (ZNPiB) Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego opracowali metodę wykorzystującą fotokatalizatory hybrydowe oparte na glinokrzemianach warstwowych.

Fotokatalizatory to substancje, które powodują, że związki niewrażliwe na światło ulegają różnym reakcjom chemicznym pod wpływem wiązki światła, powodując ich degradację. Użyte przez zespół chemików fotokatalizatory są szczególną grupą tzw. glinokrzemianów. Są to glinokrzemiany warstwowe, czyli takie, których atomy mają ułożenie warstwowe, np.: montmorylonit a odległość między warstwami atomów wynosi 1-2 nanometry. W wolne międzywarstwowe przestrzenie można umieszczać cząsteczki związków organicznych, które absorbują światło słoneczne. Przestrzenie te wykazują właściwości hydrofobowe, tzn.: odpychają od siebie cząsteczki wody natomiast przyciągają cząsteczki związków organicznych zanieczyszczających wodę.

Otrzymano dwa typy fotokatalizatorów hybrydowych. Do pierwszego z nich w przestrzeń międzywarstwową wprowadzane są związki niskocząsteczkowe, do drugiego polimery z przyłączonymi do ich łańcuchów grupami absorbującymi światło słoneczne. Zaabsorbowana energia słoneczna przekazywana jest związkom, które pod jej wpływem ulegają reakcjom fotochemicznym, w wyniku których otrzymuje się związek mniej toksyczny, nietoksyczny lub w ogóle ulegajacy degradacji. Opracowane fotokatalizatory nie rozpuszczają się w wodzie, ale tworzą w niej zawiesinę, dlatego po zakończonej reakcji unieczynnione zanieczyszczenia można łatwo usunąć badź też same osiadają na dnie zbiorników nie stanowiąc już zagrożenia. Kolejną zaletą metody jest zdolność fotokatalizatorów do absorbowania światła słonecznego, w wyniku czego mogą spokojnie funkcjonować w środowisku naturalnym bez ingerencji w proces człowieka (bez konieczności stosowania światła ultrafioletowego).Poza tym cząsteczki specjalnie opracowanych katalizatorów są nietoksyczne, do ich otrzymania stosowane są polimery naturalne, jak polisacharydy tj.: skrobia, pochodne celulozy, chitozan. Stosowane mogą być z powodzeniem wszędzie tam gdzie dochodzi do produkcji ścieków zawierających toksyczne związki organiczne: fenole, barwniki stosowane przemyśle tekstylnym, w zakładach chemicznych, szpitalach, które odprowadzają ścieki skażone farmaceutykami, czy toksycznymi cyjankami.

Zespół badawczy z Uniwersytetu Jagiellońskiego stara się teraz przenieść efekty swoich prac z laboratorium do oczyszczalni ścieków, by rozwiązanie móc wdrożyć jak najszybciej już na szerszą skalę. W tym celu zespół pod kierownictwem prof. Marii Nowakowskiej szuka partnera biznesowego zainteresowanego współpracą i pomocą w sfinansowaniu przedsięwzięcia. W poszukiwaniach pomaga im Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu.