До 1,1 мільярда людей не мають прямого доступу до питної води; до 2025 року дефіцит води зазнає до двох третин населення світу. Вчені, можливо, зможуть полегшити цю проблему. Вони розробили пристрій для знезараження води.

небезпечні

Минулої зими мене запросили на індійське весілля. Спочатку я був схвильований, але з часом я почав турбуватися про місцеву дієту та воду на цьому тропічному субконтиненті.

Історії про те, що просте споживання митих свіжих овочів спричинить великі ускладнення для здоров’я і що вода в Індії може бути забруднена небезпечними бактеріями насправді скрізь, Інтернет заповнений.

Моя підготовка до екзотичної пригоди включала не лише прийом пробіотиків, але й придбання кишенькової УФ-лампи для знезараження води. Це виявилося ключовим.

Індія має величезну проблему з питною водою. Тут проживає близько 16 відсотків населення планети, але загальна частка запасів прісної води становить лише чотири відсотки.

Проблеми з водою

Більша його частина знаходиться під землею і напівсолена. Очищення води потрібно знесолити, але більшість населення вдається до питної води із забруднених джерел. Це одна з причин, чому до 21 відсотка лікуваних захворювань пов’язані з поганою якістю води.

Подібну проблему можна спостерігати у світовому масштабі. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, до 1,1 мільярда людей не мають прямого доступу до питної води. До 2025 року дефіцит води відчуватиме до двох третин населення світу.

Однак дослідження Стенфордського університету можуть полегшити цю проблему. Дослідницька група під керівництвом Чонг Лю розробила мініатюрний сонячний чіп, який може ефективно дезінфікувати воду всього за двадцять хвилин за допомогою сонячного світла та вмісту молібдену.

Результати своїх експериментів вони опублікували в журналі Nature Nanotechnology.

Світ спрагнув, нові технології перетворюють солону воду на питну

Половина розміру поштової марки

Якщо піддавати забруднену воду сонячному світлу, її УФ-компонент може вбити бактерії в ній. Однак цей процес триває дуже довго - до 48 годин. Це пов’язано з тим, що УФ-промені несуть лише 4 відсотки загальної енергії сонячного світла.

Інноваційний пристрій, розроблений каліфорнійськими вченими, може вловлювати ширший діапазон випромінювання. Як результат, процес займає набагато менше часу, лише 20 хвилин. Пристрій невелике, приблизно вдвічі менше звичайної поштової марки.

"Наш пристрій трохи схожий на прямокутник із чорного скла. Ми просто занурили його у воду і нехай сонце світить на неї. Це зробило всю роботу ", - пояснив головний автор дослідження Лю у своєму університетському звіті.

Сонцезахищений каталіз

Як працює пристрій? Принцип заснований на фотокаталізаторі та тонких шарах дисульфіду молібдену (MoS2), який розміщений на пристрої у вигляді так званих нанофлаксів. Це тонкі скибочки, розміщені на основі біля бічного краю, щоб вони створили своєрідний уявний лабіринт.

Їх товщина має вирішальне значення. Дослідникам вдалося оптимізувати його, щоб скибочки могли поглинати весь видимий спектр сонячного світла. Це набагато більше, до 50 відсотків сонячного випромінювання порівняно з УФ-випромінюванням.

Крім того, один край був покритий тонким шаром міді (товщиною всього 5 нанометрів), яка служить каталізатором у приготуванні активних форм кисню. Це, наприклад, перекис водню або синглетний кисень. Саме ці хімічні речовини служать джерелом бактерій у воді.

Схема нанообладнання для очищення води. Він містить тонкі скибочки дисульфіду молібдену, які розташовані на скляній підкладці як стінки лабіринту. Вони покриті шаром міді, який активізує синтез активних форм кисню після впливу сонячного світла на цей чіп. Вони знищать бактерії, присутні у воді, протягом двадцяти хвилин. Фото - Лю та її команда/Нанотехнологія Nature

Крім того, ці речовини швидко розкладаються, так що утворена вода нешкідлива для здоров'я.

Довгий шлях до успіху

"Насправді захоплююче бачити, що лише за допомогою правильного дизайну матеріалу ви можете досягти чудових результатів. Це справді працює. Наша мета - вирішити проблеми забруднення навколишнього середовища, щоб полегшити життя людям ", - сказав Лю.

Слід мати на увазі, що цей пристрій все ще далекий від комерційного використання. Наразі вони протестували його лише на трьох типах бактерій. Незважаючи на те, що автори дослідження припускають, що система повинна працювати з декількома типами бактерій або навіть вірусів, пристрій ще не випробувано на складному зразку забрудненої води, лише на лабораторно підготовлених зразках.

Крім того, система не може фільтрувати забруднені хімічні речовини. Однак це, безумовно, цікавий та успішний перший крок до розвитку більш універсального та недорогого очисного споруди.