Nowy materiał stanowi przykład tzw. samopływającego fotokatalizatora, który unosi się na powierzchni wody. Dzięki temu móże efektywnie korzystać ze światła słonecznego, unikając jednocześnie problemu utraty aktywności w wyniku ograniczonej dyfuzji tlenu. W odróżnieniu od tradycyjnych systemów fotokatalitycznych, które wymagają zasilania elektrycznego, pomp cyrkulacyjnych lub intensywnego promieniowania UV, film Cz-AQ działa w warunkach zbliżonych do rzeczywistych – przy naturalnym nasłonecznieniu i niskim natężeniu promieniowania (~100 mW/cm²).

Kluczem do jego działania była generacja trwałych rodników organicznych z tlenem w centrum (OCOR). Te wysoce reaktywne cząsteczki powstawały w wyniku przeniesienia ładunku pomiędzy karbazolem (donorem elektronów) i antrachinonem (akceptorem). W obecności światła fotony wzbudzały elektrony w strukturze polimeru, inicjując ciąg reakcji, w wyniku których powstawały długowieczne rodniki. W odróżnieniu od klasycznych reaktywnych form tlenu (ROS), takich jak anionorodnik ponadtlenkowy (O₂⁻) czy rodnik hydroksylowy (•OH), OCOR były stabilne przez wiele minut i mogły działać selektywnie, utleniając błony komórkowe bakterii i dezaktywując ich enzymy. Podczas eksperymentów laboratoryjnych film testowano na próbkach wody zawierających Escherichia coli i Staphylococcus aureus. Już po 30-40 minutach ekspozycji na światło dzienne liczba bakterii spadała poniżej poziomu wykrywalności. Co więcej, materiał zachował ponad 95% skuteczności po 50 cyklach użycia, co czyniło go wyjątkowo trwałym i ekonomicznym. Po każdym cyklu wystarczyło wypłukać film w czystej wodzie, by odzyskał aktywność.

Autorzy badania podkreślili, że opracowana technologia może mieć znaczenie nie tylko dla ochrony zdrowia publicznego, ale też zrównoważonego rozwoju. Ok. 2 mld ludzi na świecie wciąż nie ma dostępu do bezpiecznej wody pitnej, a tradycyjne metody dezynfekcji, jak chlorowanie, ozonowanie czy promieniowanie UV, wymagają infrastruktury i energii. Systemy pasywne, wykorzystujące światło słoneczne, mogą więc stanowić prostą alternatywę dla miejsc odizolowanych, obszarów objętych kryzysami humanitarnymi czy regionów tropikalnych, gdzie występują częste zakażenia wodne, takie jak cholera czy dur brzuszny.

Film Cz-AQ wykazał również odporność na zanieczyszczenia organiczne i mineralne, które zwykle osłabiają aktywność fotokatalizatorów. Dzięki swojej hydrofobowej strukturze powierzchniowej materiał odpychał cząstki organiczne, zapobiegając ich adsorpcji i blokowaniu aktywnych miejsc katalitycznych. Ponadto polimer nie ulegał znaczącej degradacji pod wpływem długotrwałej ekspozycji na światło, co wskazywało na dobrą stabilność chemiczną i fotofizyczną. W badaniu wykazano, że cząsteczki OCOR mogą również działać na wirusy i biofilmy bakteryjne, które są znacznie trudniejsze do dezaktywacji. W eksperymentach z wodą pochodzącą z naturalnych zbiorników (rzek i jezior) film nadal usuwał ponad 99% mikroorganizmów, co potwierdzało, że nie tracił aktywności w środowisku o złożonym składzie.

Choć wyniki te są niezwykle obiecujące, naukowcy podkreślają konieczność dalszych badań nad toksykologicznymi skutkami ubocznymi powstających produktów pośrednich. Cząsteczki rodnikowe, mimo swojej krótkotrwałości, mogą generować wtórne związki organiczne, które należy zbadać pod kątem bezpieczeństwa środowiskowego. Kolejnym wyzwaniem jest skalowalność – przekształcenie cienkiego filmu laboratoryjnego w system mogący oczyścić setki litrów wody dziennie, przy zachowaniu efektywności i niskiego kosztu produkcji. Jeśli dalsze prace nad materiałem Cz-AQ zakończą się sukcesem, technologia ta mogłaby znaleźć zastosowanie w przenośnych systemach uzdatniania wody, zestawach ratunkowych i filtrach osobistych. To odkrycie stanowi kolejny przykład, że światło słoneczne, które od miliardów lat napędza życie na Ziemi, może zostać przekształcone przez człowieka w narzędzie wspierające nie tylko energetykę, ale i zdrowie publiczne. Technologia inspirowana fotosyntezą roślin otwiera drogę do przyszłości, w której oczyszczanie wody będzie tanie, wydajne i w pełni zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju.