科學家開發太陽能納米線納米管淨化過濾器提供方便的清潔飲用水
即使在今天,清潔的水對世界各地的許多人來說也是一種特權。根據世界衛生組織(WHO)的數據,至少有18億人飲用被糞便污染的水,到2040年,世界上很大一部分地區將因為飲用水資源不足而承受壓力。
同時,聯合國兒童基金會(UNICEF)表示,由於不安全的水供應,每天約有1800名兒童死於腹瀉,導致霍亂等疾病。因此,我們必須開發高效和具有成本效益的方法來淨化水,這已成為當務之急。而這正是EPFL László Forró領導的科學家團隊所取得的成就,他們開發了一種新的水淨化過濾器,該過濾器將二氧化鈦(TiO2)納米線和碳納米管結合在一起,只用太陽光供電。
科學家們首先表明,二氧化鈦納米線本身可以在有陽光的情況下有效地淨化水。但是將納米線與碳納米管交織在一起形成了一種複合材料,通過對水進行巴氏消毒增加了額外的淨化層,可以殺死人類病原體,如細菌和大型病毒。這個想法是, 當來自太陽光的紫外線照射到過濾器上時,會使它產生一組被稱為活性氧物種(ROS)的分子。這些分子包括過氧化氫(H2O2)、氫氧化物(OH)和氧氣(O2),並被認為是有效的病原體殺手。
研究人員用大腸桿菌測試了他們的設備,但它應該適用於其他細菌病原體,如Jejuni彎曲桿菌(發達國家一種常見的腹瀉病原體)、蘭氏賈第蟲(一種引起腸道感染的賈第蟲病的微生物)、沙門氏菌、隱孢子蟲(引起腹瀉性隱孢子蟲病)、甲肝病毒和嗜肺軍團菌(引起軍團病)。該設備特別善於清除水中的所有病原體,甚至在消除殺蟲劑、藥物殘留、化妝品等微污染方面也顯示出可喜的成果。
在化學家、物理學家和生物學家的緊密合作下,已經開發出一種非常高效的水淨化裝置,它不需要任何能源,只需要陽光,它可以在偏遠地區為小規模的人口提供清潔的飲用水,並且可以很容易地擴大規模。這是一個偉大的成就。
在他們發表在《自然》合作夥伴《清潔水》雜誌上的論文中,研究人員展示了該過濾器的原型,並提出了進一步改進的建議。