До 1,1 милиарда души нямат пряк достъп до питейна вода; до 2025 г. до две трети от населението на света ще изпитват недостиг на вода. Учените може да успеят да облекчат този проблем. Те разработиха устройство за дезинфекция на вода.

минути

Миналата зима бях поканен на индийска сватба. Отначало бях развълнуван, но с течение на времето започнах да се тревожа за местната диета и вода на този тропически субконтинент.

Истории за факта, че обикновената консумация на измити пресни зеленчуци ще доведе до големи здравословни усложнения и че водата в Индия може да бъде замърсена с опасни бактерии наистина навсякъде, интернет е пълен.

Подготовката ми за екзотично приключение включваше не само прием на пробиотици, но и закупуване на джобна UV лампа за дезинфекция на водата. Оказа се ключово.

Индия има огромен проблем с питейната вода. В него живеят около 16 процента от световното население, но общият дял на запасите от сладка вода е само четири процента.

Проблеми с водата

По-голямата част е разположена под земята и е полусолена. Пречистването на водата трябва да бъде обезсолено, но по-голямата част от населението прибягва до питейна вода от замърсени източници. Това е една от причините, поради които до 21 процента от лекуваните заболявания са свързани с лошо качество на водата.

Подобен проблем може да се наблюдава в глобален мащаб. Според Световната здравна организация до 1,1 милиарда души нямат пряк достъп до питейна вода. До 2025 г. до две трети от населението на света ще изпитват недостиг на вода.

Изследванията от Станфордския университет обаче могат да облекчат този проблем. Изследователски екип, ръководен от Чонг Лю, разработи миниатюрен слънчев чип, който може ефективно да дезинфекцира водата само за двадесет минути, използвайки слънчева светлина и съдържание на молибден.

Те публикуваха резултатите от своите експерименти в списанието Nature Nanotechnology.

Светът е жаден, новите технологии превръщат солената вода в питейна

Половината от размера на пощенска марка

Ако изложите замърсената вода на слънчева светлина, нейният UV компонент може да убие бактериите в нея. Този процес обаче отнема много дълго време, до 48 часа. Това е така, защото UV лъчите носят само 4 процента от общата енергия на слънчевата светлина.

Иновативно устройство, разработено от калифорнийски учени, може да улови по-широк спектър от радиация. В резултат на това процесът отнема много по-малко време, само 20 минути. Устройството е малко, приблизително наполовина по-малко от обикновената пощенска марка.

„Устройството ни прилича малко на правоъгълник от черно стъкло. Просто го потопихме във водата и оставихме слънцето да го грее. Това свърши цялата работа “, обясни главният автор на изследването Лиу в университетски доклад.

Слънчева катализа

Как работи устройството? Принципът се основава на фотокатализатор и тънки слоеве молибдиев дисулфид (MoS2), който е подреден върху устройството под формата на така наречените нанофлейки. Това са тънки резени, поставени на основата до страничния ръб, така че да създадат един вид въображаем лабиринт.

Тяхната дебелина е от решаващо значение. Изследователите успяха да го оптимизират, така че резените да поемат целия видим спектър на слънчева светлина. Това представлява много повече, до 50 процента от слънчевата радиация в сравнение с UV радиацията.

Освен това единият ръб е покрит с тънък слой мед (с дебелина само 5 нанометра), който служи като катализатор при приготвянето на реактивни кислородни форми. Това са например водороден прекис или синглетен кислород. Именно тези химикали служат като източник на бактерии във водата.

Схема на нанооборудване за пречистване на вода. Той съдържа тънки резенчета молибден дисулфид, които са разположени върху стъкления субстрат като лабиринтни стени. Те са покрити със слой мед, който активира синтеза на реактивни кислородни форми след въздействието на слънчевата светлина върху този чип. Те ще убият бактериите, присъстващи във водата в рамките на двадесет минути. Снимка - Лиу и нейният екип/Nature Nanotechnology

Освен това тези вещества се разлагат бързо, така че получената вода е безвредна за здравето.

Дългият път към успеха

„Наистина е вълнуващо да видим, че само с правилния дизайн на материала можете да постигнете страхотни резултати. Наистина работи. Нашата цел е да разрешим проблемите със замърсяването на околната среда, за да улесним живота на хората “, каза Лиу.

Трябва да се има предвид, че това устройство все още е далеч от търговската употреба. Досега те са го тествали само върху три вида бактерии. Въпреки че авторите на изследването предполагат, че системата трябва да работи с няколко вида бактерии или дори вируси, устройството все още не е тествано върху сложна проба от замърсена вода, а само върху лабораторно подготвени проби.

Освен това системата не е в състояние да филтрира химикалите, които замърсява. Това обаче определено е интересна и успешна първа стъпка към развитието на по-гъвкава и евтина пречиствателна станция за вода.