Блог

Jan 12, 2024

Солнечный лучик

Если вы оставите прозрачную бутылку с водой на солнце, ультрафиолетовые лучи

Если вы оставите прозрачную бутылку с водой на солнце, ультрафиолетовые лучи убьют все вредные микробы в этой воде, и она станет пригодной для питья… но она должна простоять на солнце не менее шести часов. Однако новый порошок, активируемый солнечным светом, справляется со своей задачей всего за одну минуту.

Разработанный учеными из Стэнфордского университета и Национальной ускорительной лаборатории SLAC, порошок состоит из нанохлопьев оксида алюминия, сульфида молибдена, оксидов меди и железа. Все эти вещества легко доступны и недороги, плюс для очистки относительно большого количества воды требуется лишь небольшое количество порошка.

Пользователи начинают с размешивания части порошка в испорченной воде, содержащейся в бутылке или другом прозрачном сосуде, после чего оставляют ее под прямыми солнечными лучами.

Сульфид молибдена и медь поглощают фотоны света, а затем действуют как соединение полупроводник/металл, которое позволяет фотонам высвобождать электроны. Эти электроны затем могут свободно реагировать с водой, образуя перекись водорода и гидроксильные радикалы, которые убивают бактерии, разрушая их защитные внешние мембраны.

После завершения процесса очистки оставшаяся перекись водорода и гидроксильные радикалы быстро распадаются на воду и кислород, делая воду пригодной для питья. А из-за содержания в них оксида железа нанохлопья можно извлечь для повторного использования, прокручивая магнит в воде.

При испытании технологии небольшое количество порошка было добавлено в химический стакан емкостью 200 мл (6,8 унции) комнатной температуры, который был загрязнен примерно одним миллионом бактерий E. coli на миллилитр. После того, как вода была оставлена ​​под естественным солнечным светом всего на 60 секунд, живых бактерий обнаружить не удалось. Более того, порошок можно было повторно использовать еще для 30 процедур.

Есть надежда, что эта технология в конечном итоге может быть использована в бедных регионах, где отсутствует инфраструктура очистки воды, или такими людьми, как туристы, которые собирают воду из ручьев и озер. Порошок может даже найти применение на водоочистных сооружениях, которые в настоящее время используют искусственный ультрафиолет для уничтожения бактерий.

«В течение дня растение может использовать видимый солнечный свет, который будет работать намного быстрее, чем УФ, и, вероятно, позволит экономить энергию», — сказал профессор Стэнфордского университета Йи Цуй, старший автор статьи об исследовании. «Нанохлопья довольно легко изготовить, и их можно быстро увеличить в размерах».

Статья была недавно опубликована в журнале Nature Water.

Источник: Стэнфордский университет.