Bộ lọc làm sạch ống nano bằng năng lượng mặt trời cung cấp khả năng tiếp cận dễ dàng để làm sạch nước uống

Ngay cả ngày nay, nước sạch vẫn là một đặc ân của nhiều người trên thế giới. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), ít nhất 1,8 tỷ người tiêu thụ nước bị nhiễm phân, và vào năm 2040, một phần lớn thế giới sẽ phải chịu đựng căng thẳng về nước do không đủ nguồn nước uống. Trong khi đó, Quỹ Nhi đồng Liên hợp quốc (UNICEF), mỗi ngày có khoảng 1.800 trẻ em chết vì tiêu chảy vì nguồn nước không đảm bảo, nguyên nhân gây ra các bệnh như tả.

Khi đó, điều bắt buộc là chúng ta phải phát triển những cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí để khử nhiễm nước. Và đó chính xác là những gì mà một nhóm các nhà khoa học do László Forró đứng đầu tại EPFL đã thực hiện được, với một bộ lọc lọc nước mới kết hợp dây nano titan điôxít (TiO ₂ ) và ống nano cacbon được cung cấp năng lượng từ ánh sáng mặt trời.

Các nhà khoa học lần đầu tiên chỉ ra rằng bản thân các dây nano TiO ₂ có thể làm sạch nước một cách hiệu quả khi có ánh sáng mặt trời. Nhưng việc đan xen các dây nano với các ống nano carbon tạo thành một vật liệu tổng hợp bổ sung thêm một lớp khử nhiễm bằng cách thanh trùng nước – tiêu diệt các mầm bệnh của con người như vi khuẩn và vi rút lớn.

Ý tưởng là khi tia UV – từ quang phổ nhìn thấy được của ánh sáng mặt trời – chiếu vào bộ lọc, nó khiến nó tạo ra một nhóm phân tử được gọi là Các loài oxy phản ứng (ROS). Chúng bao gồm hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ), hydroxide (OH) và oxy (O ₂ -), và được biết đến là những chất diệt mầm bệnh hiệu quả.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm thiết bị của họ với vi khuẩn E. Coli , “tiêu chuẩn vàng” cho các nghiên cứu về sự tồn tại của vi khuẩn, nhưng nó sẽ hoạt động với các vi khuẩn gây bệnh khác, chẳng hạn như Campylobacter Jejuni (một mầm bệnh gây tiêu chảy phổ biến ở các nước phát triển), Giardia Lamblia (vi sinh vật gây ra nhiễm trùng đường ruột giardiasis), Salmonella , Cryptosporidium (gây tiêu chảy cryptosporidiosis), vi rút viêm gan A và Legionella Pneumophila (gây bệnh Legionnaires). Thiết bị này đặc biệt thành thạo trong việc loại bỏ tất cả các mầm bệnh khỏi nước và cho kết quả đầy hứa hẹn ngay cả khi loại bỏ các chất ô nhiễm vi lượng, chẳng hạn như thuốc trừ sâu, dư lượng thuốc, mỹ phẩm, v.v.

Forró cho biết: “Với sự hợp tác chặt chẽ giữa các nhà hóa học, vật lý và sinh học, chúng tôi đã phát triển một thiết bị lọc nước rất hiệu quả, không cần bất kỳ nguồn năng lượng nào ngoài ánh sáng mặt trời. “Nguyên mẫu của chúng tôi có thể cung cấp nước uống sạch ngay cả ở những nơi xa xôi cho dân số nhỏ và có thể dễ dàng mở rộng quy mô. Đó là một thành tựu tuyệt vời và một “sản phẩm phụ” quan trọng của dự án này là nó đã thu hút được một số lượng lớn các sinh viên tài năng và năng động, những người quan tâm đến các vấn đề môi trường, vì sự bền vững. ”

Trong bài báo của họ, được xuất bản trên tạp chí Nước sạch của đối tác Nature , các nhà nghiên cứu giới thiệu một nguyên mẫu của bộ lọc và đưa ra các đề xuất để cải tiến thêm. Endre Horváth, nhà khoa học chính của dự án cho biết: “Tôi tin rằng nó sẽ tạo ra một sự theo dõi mạnh mẽ trong các cộng đồng khoa học đa năng và hy vọng tài trợ cho các cơ quan,” Endre Horváth, nhà khoa học chính của dự án.

“Lọc nước bằng năng lượng mặt trời với bộ lọc phức hợp nano xúc tác quang dựa trên dây nano TiO2 và ống nano cacbon” của E. Horváth, J. Gabathuler, G. Bourdiec, E. Vidal-Revel, M. Benthem Muñiz, M. Gaal, D. Grandjean, F. Breider, L. Rossi, A. Sienkiewicz, L. Forró, ngày 7 tháng 4 năm 2022, npj Clean Water .
DOI: 10.1038 / s41545-022-00157-2

Tài trợ: Giải thưởng Nước toàn cầu của Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, tài trợ hợp tác Thụy Sĩ-Nam Phi, Quỹ Karl Zeno Schindler

Theo Scitechdaily