Legfeljebb 1,1 milliárd embernek nincs közvetlen hozzáférése az ivóvízhez, 2025-re a világ lakosságának legfeljebb kétharmada tapasztal vízhiányt. A tudósok képesek lehetnek enyhíteni ezt a problémát. Vízfertőtlenítő eszközt fejlesztettek ki.

mini-eszköz

Tavaly télen meghívtak egy indiai esküvőre. Eleinte izgatott voltam, de idővel aggódni kezdtem a helyi étrend és a víz miatt ezen a trópusi szubkontinensen.

Történetek arról, hogy a mosott friss zöldségek egyszerű fogyasztása nagy egészségügyi komplikációkat okoz, és hogy Indiában a víz valóban mindenhol veszélyes baktériumokkal szennyeződhet, az internet tele van.

Az egzotikus kalandra való felkészülésem nemcsak probiotikumok szedését tartalmazta, hanem zsebes UV lámpa vásárlását is a víz fertőtlenítésére. Kulcsfontosságúnak bizonyult.

Indiának hatalmas problémája van az ivóvízzel. A világ lakosságának körülbelül 16 százaléka ad otthont, de az édesvízkészletek teljes aránya csak négy százalék.

Vízproblémák

Nagy része a föld alatt található, és félig sózott. A vízkezelést sótalanítani kell, de a lakosság nagy része szennyezett forrásokból származó ivóvízhez folyamodik. Ez az egyik oka annak, hogy a kezelt betegségek akár 21 százalékához is rossz vízminőség társul.

Hasonló probléma figyelhető meg globális szinten. Az Egészségügyi Világszervezet szerint legfeljebb 1,1 milliárd embernek nincs közvetlen hozzáférése az ivóvízhez. 2025-re a világ népességének legfeljebb kétharmada tapasztal vízhiányt.

A Stanford Egyetem kutatása azonban enyhítheti ezt a problémát. A Chong Liu által vezetett kutatócsoport kifejlesztett egy miniatűr napelemes chipet, amely napfény és molibdéntartalom segítségével akár húsz perc alatt is hatékonyan fertőtlenítheti a vizet.

Kísérleteik eredményét a Nature Nanotechnology folyóiratban tették közzé.

Szomjas a világ, az új technológiák a sós vizet ivóvízzé változtatják

Fele akkora, mint egy postabélyeg

Ha napfénynek teszi ki a szennyezett vizet, annak UV-összetevője elpusztíthatja a benne lévő baktériumokat. Ez a folyamat azonban nagyon hosszú ideig, legfeljebb 48 óráig tart. Az UV-sugarak ugyanis csak a teljes napfény-energia 4 százalékát hordozzák.

A kaliforniai tudósok által kifejlesztett innovatív eszköz a sugárzás szélesebb tartományát képes megragadni. Ennek eredményeként a folyamat sokkal kevesebb időt vesz igénybe, csak 20 percet. A készülék kicsi, körülbelül fele akkora, mint egy szokásos postai bélyeg.

"A készülékünk kicsit hasonlít egy fekete üvegből készült téglalapra. Egyszerűen elmerültük a vízben, és hagytuk, hogy a nap sütjön rajta. Ez teljes munkát végzett "- magyarázta egyetemi jelentésében a tanulmány fő szerzője, Liu.

Napvezérelt katalízis

Hogyan működik a készülék? Az elv fotokatalizátoron és vékony molibdium-diszulfid (MoS2) rétegeken alapul, amelyek úgynevezett nanopelyhek formájában vannak elrendezve a készüléken. Ezek vékony szeletek, amelyeket az oldal szélén az alapra helyeznek, így képzeletbeli labirintust hoznak létre.

Vastagságuk döntő fontosságú. A kutatók úgy tudták optimalizálni, hogy a szeletek el tudják szívni a napfény teljes látható spektrumát. Ez sokkal több, a napsugárzás akár 50 százalékát is képviseli az UV-sugárzáshoz képest.

Ezenkívül az egyik szélét vékony (csak 5 nanométer vastag) rézréteg borította, amely katalizátorként szolgál a reaktív oxigénfajok előállításánál. Ilyenek például a hidrogén-peroxid vagy a szingulett oxigén. Ezek a vegyi anyagok szolgálnak baktériumok forrásaként a vízben.

A víztisztítás nanofelszerelésének rendszere. Vékony molibdén-diszulfid-szeleteket tartalmaz, amelyek labirintusfalakként vannak elrendezve az üvegszubsztráton. Rézréteg borítja őket, amely aktiválja a reaktív oxigéncsoportok szintézisét, miután a napfény hatással volt erre a chipre. Ezek húsz percen belül elpusztítják a vízben lévő baktériumokat. Fotó - Liu és csapata/Nature Nanotechnology

Ezenkívül ezek az anyagok gyorsan lebomlanak, így a keletkező víz ártalmatlan az egészségre.

A sikerhez vezető hosszú út

"Nagyon izgalmas látni, hogy az anyag megfelelő kialakításával nagyszerű eredményeket érhet el. Ez tényleg működik. Célunk a környezeti szennyezés problémájának megoldása az emberek életének megkönnyítése érdekében "- mondta Liu.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy ez az eszköz még mindig messze van a kereskedelmi felhasználástól. Eddig csak háromféle baktériumon tesztelték. Bár a tanulmány szerzői feltételezik, hogy a rendszernek többféle baktériummal vagy akár vírussal kell működnie, az eszközt még nem tesztelték szennyezett víz komplex mintáján, csak laboratóriumi előkészítésű mintákon.

Ezenkívül a rendszer nem képes kiszűrni az általa szennyezett vegyszereket. Mindazonáltal mindenképpen érdekes és sikeres első lépés egy sokoldalúbb és olcsóbb víztisztító telep fejlesztése felé.