Catalysis ar gyfer byd gwell

Mae canolfan ddiweddaraf y DU ar gyfer ceisio atebion Sero Net yn dod â’r diwydiant a gwyddonwyr ynghyd i ddatrys heriau byd-eang cymhleth.

Mae ymchwilwyr yn y Sefydliad Catalysis Caerdydd (CCI) a Lled-ddargludyddion Cyfansawdd (ICS) yn defnyddio cyfleusterau o’r radd flaenaf yn y Ganolfan Ymchwil Drosi (TRH) i gydweithio â phartneriaid masnachol.

Mewn digwyddiad lansio’r TRH diweddar, amlinellodd chwe o’u hymchwilwyr eu gwaith. Yn y cyntaf o gyfres o flogiau, dyma bwt o ddau o’u hareithiau…

Dr Jennifer Edwards, Uwch Ddarlithydd Cemeg Ffisegol, Adran Catalysis Heterogenaidd CCI

“Mae’r math o gatalyddion yr hoffen ni eu gwneud ar ffurf powdr. Maent yn tueddu i gael eu haddurno â symiau bach iawn o fetelau gwerthfawr neu fetelau nad ydynt yn werthfawr, megis aur, paladiwm, platinwm, nicel, ac arian.

Swyddogaeth catalydd yw cyflymu adwaith cemegol a fyddai eisoes yn digwydd. Mae catalydd yn gwneud hynny yn y fath fodd fel bod angen mewnbwn ynni llawer is. Mae hyn yn golygu bod modd gweithio ar gemeg ar dymheredd a phwysau is.

Daw hynny’n bwysig iawn wrth ystyried sefydlogrwydd moleciwlau megis carbon deuocsid sy’n anodd iawn eu hactifadu’n gemegol. Ym mhresenoldeb catalydd, mae modd gwneud hyn yn gymharol hawdd, gan ei drosi’n foleciwlau defnyddiol.

Mae ein gwaith gyda chatalyddion yn cynnwys dewisiadau amgen cynaliadwy yn lle nwyddau a chemegau diwydiannol, a gall hyn alluogi synthesis lleol ar raddfa fach o’r cemegau hynny ar yr adeg y mae eu hangen, gan liniaru’r angen i gludo cemegau.

Agwedd arall rydyn ni’n ei thrafod yw cymryd carbon y mae natur yn ei drwsio i ni — biomas cynaliadwy — a defnyddio’r carbon hwnnw a’r adnodd hwnnw i wneud cemegau a thanwyddau y byddech chi fel arfer yn eu cael o adnoddau ffosil.

Rydyn ni hefyd yn gweithio ar ffotogatalysis. Mae ffotogatalydd yn rhywbeth a all amsugno golau’r haul a throsglwyddo’r egni hwnnw i unrhyw foleciwl o’i amgylch. Mae hwn yn ddefnydd da iawn o’r hyn sy’n adnodd ynni diderfyn, ond os yw’r moleciwlau cyfagos yn ocsigen neu’n ddŵr, mae modd creu rhywogaethau ocsigen adweithiol o radicalau rhydd. Mae’r rhywogaethau radical rhydd hynny wedi’u hocsideiddio’n sylweddol, ac yn gryf iawn o ran adferiad cemegol neu adferiad biolegol.

Mae modd i ni drosi’r rhain yn fuddiannau ymarferol, penodol. Bydd fy nghydweithiwr, Mike, nawr yn siarad am ei waith yn ymwneud ag adferiad microbiolegol.”

Dr Michael Pascoe, Ymchwilydd, CCI

“Dydy un o bob wyth o fenywod a merched ledled y byd ddim yn gallu cael gafael ar y cynhyrchion sydd eu hangen arnyn nhw i reoli eu mislif yn ddiogel. Mae llawer yn troi at gynhyrchion y mae modd eu golchi oherwydd eu bod yn fwy fforddiadwy nag eitemau untro megis padiau a thamponau.

Serch hynny, mewn llawer o gymunedau gwledig, dydyn nhw ddim yn gallu cael gafael ar ddŵr, sebon a diheintyddion sydd eu hangen i wneud y cynhyrchion hyn yn ddiogel. Felly, gall y cynhyrchion gael eu halogi â llawer iawn o facteria a ffyngau, sy’n peri risg heintio. Mewn gwirionedd, gall heintiau’r llwybr wrinol (UTI) a heintiau’r llwybr atgenhedlu (RTI) arwain at golli amser yn yr ysgol neu’r gwaith, ac mae’n un o brif achosion afiachedd mewn babanod newydd a mamau yn y byd sy’n datblygu.

Felly, mae ein hymchwil yn ymwneud â datblygu tecstilau hunan-lanhau a hunan-ddiheintio. Mae’r tecstilau hyn yn cynnwys ffotogatalyddion a all gynhyrchu radicalau rhydd o ddŵr ac aer. Mae’r radicalau rhydd hyn yn hynod adweithiol a gallan nhw ddinistrio bacteria, chwalu staeniau ac oglau drwg.

Gan ddefnyddio egwyddorion ffotogatalysis, rydyn ni wedi datblygu tecstilau sy’n gallu lladd 99.99% o facteria ar ôl cael eu gadael yn yr haul i sychu am ddwy awr yn unig. Rydyn ni’n bwriadu ymgorffori’r tecstilau hyn mewn cynhyrchion mislif y gellir eu hailddefnyddio, megis padiau a dillad isaf mislif. Gan eu bod yn gatalyddion, dim ond meintiau bach iawn sydd eu hangen, sy’n cadw’r costau’n isel. Ar ben hynny, maen nhw’n parhau i fod yn effeithiol o’u defnyddio dro ar ôl tro, felly mae’n gynnyrch gwirioneddol gylchol.

Rydyn ni bellach yn y broses o ddilysu ein technoleg gyda phartneriaid yn Nepal, lle mae stigma mislif yn cael effaith fawr ar fywydau menywod a merched. Mewn gwirionedd, mae gan hyd at hanner y gweithwyr amaethyddol benywaidd yng nghefn gwlad Nepal UTI neu RTI ar unrhyw un adeg, ac mae hyn yn parhau i waethygu anghydraddoldebau iechyd, cymdeithasol ac economaidd.

Dros y flwyddyn nesaf, byddwn ni’n dadansoddi samplau o gynhyrchion sydd wedi’u defnyddio i ganfod eu llofnod microbaidd – mewn geiriau eraill, pa ficrobau sy’n bresennol, a faint sydd yno. Bydd hyn yn ein helpu i ddilysu ein modelau labordy i sicrhau bod y pethau rydyn ni’n eu gwneud yn y labordy yn adlewyrchu defnydd yn y byd go iawn.

Bydd y prosiect hwn yn paratoi’r ffordd ar gyfer treialon dynol yn 2024, tra byddwn ni’n asesu effeithiolrwydd ein cynnyrch i atal UTI. Wrth weithio gyda chyrff anllywodraethol yn Nepal, ein gweledigaeth yw creu dyfodol glanach, gwyrddach a mwy diogel ar gyfer iechyd mislif menywod.”

I gael rhagor o wybodaeth, ewch i wefan Sefydliad Arloesi Sero Net neu e-bostiwch NZII@caerdydd.ac.uk

I ddysgu rhagor am waith y TRH, cliciwch yma >>> neu wylio ein ffilm.