Geeli Hopean nanopartikkeleilla desinfioi vettä vain yhdellä puristamalla

Luonnonkatastrofien jälkeen, varsinkin kun tulvia on tapahtunut, turvallista juomavettä ei välttämättä ole helposti saatavilla. Nyt tutkijat ovat kehittäneet halvan, kevyen materiaalin, joka voi desinfioida vettä niin vähän kuin viisi minuuttia.

Kun kastetaan vettä, joka on saastunut taudin aiheuttavien bakteerien kanssa, sienen kaltainen geeli imeytyy veteen ja tappaa haitalliset organismit sekunneissa. Geelin puristaminen vapauttaa sitten juomakelpoisen veden ja materiaali palaa alkuperäiseen muotoonsa.

Environmental Science & Technology -lehdessä kuvattu uuden aineksen bakteerien tappamisvoima riippuu erittäin pienistä, hopeapinnoista tunnetuista nanohiukkasista, jotka on upotettu geelin huokoset. Silver-nanopartikkeleita käytetään jo laajalti kulutustuotteissa antibakteeristen ominaisuuksiensa suhteen. Ympäristönsuojeluviraston (EPA) mukaan tämä sisältää hammastahnaa, deodoranttia, ravintolisiä, vaatteita ja lasten leluja.

Hopeapäällystetty geeli ihanteellinen katastrofirenkaaseen

Embedding materiaalit hopea nanohiukkasia ei ole uusi tekniikka, mutta tutkijat Singaporesta ja Yhdysvalloista ovat kärsineet uuden tukirakenteen nimeltä poly (natriumakrylaatti) - joka soveltuu erityisen hyvin veden puhdistamiseen katastrofialueilla.

Mainos

"Natriumakrylaatit ovat aerogels ja absorboivat vettä monta kertaa enemmän kuin niiden paino", sanoo Wright State Universityn Daytonin yliopiston materiaalitekniikan ja nanoteknologian tohtori Anil K. Karumuri.

Sen lisäksi, että riittävän kevyt pudotus lentokoneesta - selkeä etu toimitettaessa vaikeasti tavoitettavia katastrofivyöhykkeitä - laboratoriotestit osoittivat, että 3,5 tuuman pitkä sylinteri tämä hopeanharmaa geeli voi imeä ja puhdistaa puolet litraa vettä yhdellä puristamalla.

AdvertisementAdvertisement

Geeliä, joka voidaan toimittaa taskukokoisessa tapauksessa, voidaan myös käyttää uudelleen yli 20 kertaa menettämättä bakteerien tappamista. Lisäksi tutkijat arvioivat, että henkilökohtainen kokoinen geeli voitaisiin tehdä alle 50 senttiä.

Puhdasvesien esteet

Luonnonkatastrofin aikana tulvat voivat poistaa ihmisen jätevesi- ja karjajätteet vesihuoltoon. Nämä jätteet täytetään bakteereilla, kuten

Escherichia coli, jotka voivat aiheuttaa ripulia, vatsakivua ja kuumetta. Vaikeammissa tapauksissa bakteeri-infektio voi johtaa kuivumiseen tai munuaisten vajaatoimintaan. Tutkittaessa geelit voivat vaikuttaa saastuneisiin tulvavesiin, tutkijat testasivat uutta materiaalia vedessä, joka oli kahta tyyppiä mahdollisesti haitallista bakteeria,

E. coli ja Bacillus subtilis. 15 sekunnin kuluttua bakteeritasot vähenivät 0: ksi.1 prosenttia alkuperäisestä näytteestä. Tämä laski miljoonasosaan, kun odotusaikaa nostettiin viiteen minuuttiin. Toinen haaste oli pitää hopeiset nanohiukkaset kiinni geeliin. Joissakin kuluttajatuotteissa nanopartikkelit purkautuvat materiaalista, ja ne voivat niellä ihmisiä, joilla on tuntemattomia terveysvaikutuksia. A 2013

PLoS ONE -tutkimuksessa havaittiin, että näiden tuotteiden pienet hopeapitit voivat myös haitata ympäristöä. Uudessa materiaalissa hopea-nanohiukkaset tarttuvat tiukemmin geeliin pitäen ne turvallisesti juomavedestä. "Niiden laitteet osoittivat hyvin vähäisen tappion hyväksyttävän WHO: n [World Health Organisation] määrän hopeatuotetta käsitellyssä vedessä - hopeaa jopa pitkän käytön jälkeen, Karumuri sanoo.

Vaikka geeli toimi hyvin laboratoriossa, sitä on vielä testattava laajemmin varmistaakseen, että se voi tappaa erilaisia patogeenejä, bakteereja, viruksia ja loisia, jotka tyypillisesti saastuttavat vesilähteitä luonnonkatastrofien aikana. Tutkimusryhmä suunnittelee jo kentän testin Myanmarissa.

MainosMainos

Muut epäpuhtauksien puhdistamiseen tarkoitetut tavat

Tämä uusi geeli ei ole ainoa kehitystyö veden desinfioimiseksi hopean nanopartikkeleilla. Karumuri ja Wright State Universityn kollegat käyttivät samanlaista menetelmää kasvattamaan hopea-nanopartikkeleita huokoisten hiilenrakenteiden vaahtomaisesta materiaalista. "Nämä vaahdot ovat kevyempiä ja suhteellisen vahvempia", kertoo Karumuri. Ne sallivat myös lämmön ja sähkön lisäämisen, mikä lisää hopeihiukkasten antibioottista vaikutusta.

Heidän tutkimustyönsä on esitelty lehdessä

Materials Letters vuonna 2013. Voi olla jonkin aikaa, ennen kuin jokin näistä hopeavedestä saatavista vesihoidoista on käytettävissä katastrofin jälkeen. Kunnes ne ovat valmiita, on tärkeää pelata turvallisesti juomaveden osalta.

Mainos

Vesiurheiluun ja ehkäisyyn tarkoitetut keskukset osoittavat, että pullotettua vettä ennen hätätilannetta varoitetaan, että ihmiset käyttävät yhtä todistetuista menetelmistä juomaveden desinfioimiseksi:

Vatkaa vettä vähintään yhdelle minuutti (kolme korkeammilla korkeuksilla).