نابودی ۹۹.۹۹ درصد از باکتری‌های آب

با یک فناوری مقرون به صرفه

کد خبر: ۸۲۷۰۷۷

تاریخ: ۱۷ مهر ۱۴۰۴ - ۱۳:۵۲

به گزارش ایران اکونومیست؛ محققان دانشگاه سان یات سن چین، یک فیلم تصفیه آب جدید را توسعه داده‌اند که راه حلی ساده، مقرون به صرفه و قوی برای بحران جهانی آب آشامیدنی سالم ارائه می‌دهد.

این «فیلم فوتوکاتالیستی شناور» از سطوح پایین نور خورشید برای تصفیه آب بسیار آلوده و از بین بردن باکتری‌ها استفاده می‌کند.

به نقل از آی‌ای، براساس مقاله‌ پژوهشی، این فیلم ضدعفونی‌کننده‌ آب به‌طور ویژه برای مناطق با منابع محدود و آسیب‌دیده از بلایای طبیعی طراحی شده است.

محققان در مقاله تحقیقاتی خود خاطرنشان کردند: با توجه به نیاز کم به انرژی، استحکام بالا و سادگی عملیاتی، این فیلم فوتوکاتالیستی به ویژه برای مناطق با منابع محدود مناسب است و برای کاربردهای واقعی در ایمنی آب جهانی نویدبخش است.

عملکرد استثنایی این فیلم از یک ماده مهندسی‌شده ویژه ناشی می‌شود که یک فوتوکاتالیست پلیمری است که به نام Cz-AQ شناخته می‌شود. وقتی Cz-AQ در معرض آب و نور خورشید قرار می‌گیرد، عوامل پاک‌کننده‌ قدرتمندی به نام رادیکال‌های آلی اکسیژن‌محور (OCOR) تولید می‌کند.

این عوامل پاک کننده طوری طراحی شده‌اند که بسیار طولانی‌تر از رادیکال‌های پاک‌کننده‌ معمولی دوام بیاورند. این عمر طولانی به آن‌ها اجازه می‌دهد تا نه تنها باکتری‌ها را از بین ببرند، بلکه آلاینده‌ها را تجزیه کرده و از رشد باکتری‌های جدید حداقل به مدت پنج روز جلوگیری کنند. براساس این مطالعه، این فیلم می‌تواند بیش از ۵۰ بار بدون از دست دادن پایداری مورد استفاده مجدد قرار گیرد.

محققان کارایی بالای این فیلم را در آزمایش‌های آزمایشگاهی علیه باکتری‌هایی مانند E. اشرشیا کلی (E. coli) و استافیلوکوکوس اورئوس (Staphylococcus aureus) نشان دادند. این روش در یک نمونه بزرگ ۱۰ لیتری از آب بسیار آلوده، به غیرفعال‌سازی بیش از «۹۹.۹۹۵ درصد» باکتری‌ها دست یافت.

این فیلم فوق نازک جدید، به لطف فوتوکاتالیست Cz-AQ، با موفقیت بر مشکلات پایداری سیستم‌های مرسوم غلبه می‌کند. این روش جدید همچنین بسیار کارآمدتر از روش‌های قبلی در مقیاس کوچک است.

برای مثال، کلرزنی می‌تواند فرآورده‌های جانبی شیمیایی سمی ایجاد کند و تصفیه با اشعه ماوراء بنفش به انرژی بالایی نیاز دارد. از سوی دیگر، اثربخشی سیستم‌های فوتوکاتالیستی قبلی به دلیل وابستگی آنها به گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) محدود شده است.

طبق گزارش‌ها، این مواد تمیزکننده بسیار ناپایدار هستند و فقط برای چند نانوثانیه تا چند میکروثانیه دوام می‌آورند و قبل از اینکه بتوانند میکروب‌ها را از بین ببرند، به سرعت توسط سایر واکنش‌های جانبی محیطی خنثی می‌شوند.

علاوه بر این، این فیلم حتی در شرایط کم نور نیز کار می‌کند، در مقایسه با فوتوکاتالیست‌های معمولی که در نور کم خورشید یا آسمان ابری از کار می‌افتند.

عدم دسترسی مطمئن به آب آشامیدنی سالم یک بحران بزرگ جهانی است. کمبود آب منجر به بیماری‌های ناشی از آب می‌شود که سالانه مسئول مرگ تا ۳.۴ میلیون نفر هستند؛ تلفاتی که به شدت بر کودکان تأثیر می‌گذارد.

این مشکل در مناطق دورافتاده و کم‌درآمد که فاقد برق مداوم و زیرساخت‌های پشتیبانی مورد نیاز برای تأسیسات تصفیه آب بزرگ و متمرکز هستند، حادتر است. این فناوری مقیاس‌پذیر نوید یک منبع قابل اعتماد و بلندمدت را می‌دهد که منابع آلوده را به آب آشامیدنی تبدیل می‌کند.