По некоторым оценкам, треть населения мира не имеет доступа к чистой питьевой воде, а к 2025 году половина населения может проживать в районах с нехваткой воды. спасать и улучшать жизни миллионов людей, и это является приоритетом для ученых и инженеров по всему миру.
Ученые и инженеры Техасского университета в Остине создали гидрогелевую таблетку, которая может быстро очищать загрязненную воду. Одна таблетка может продезинфицировать литр речной воды и сделать ее пригодной для питья менее чем за час.
«Наш многофункциональный гидрогель может иметь большое значение для смягчения глобального дефицита воды, потому что он прост в использовании, высокоэффективен и потенциально может масштабироваться до массового производства», - сказал Гуйхуа Ю, доцент инженерной школы Кокрелла. Департамент машиностроения Уокера и Техасский институт материалов.
Ю и его команда недавно опубликовали свои выводы в журнале Advanced Materials.
Сегодня основным способом очистки воды является ее кипячение или пастеризация. Но это требует энергии, плюс много времени и работы. Это нецелесообразно для людей в тех частях света, у которых нет ресурсов для этих процессов.
Специальные гидрогели генерируют перекись водорода для нейтрализации бактерий с эффективностью более 99,999%. Перекись водорода взаимодействует с частицами активированного угля, атакуя основные компоненты клеток бактерий и нарушая их метаболизм.
Процесс не требует затрат энергии и не создает вредных побочных продуктов. Гидрогели легко удаляются, и они не оставляют следов.
Помимо очистки воды сами по себе, гидрогели могут также улучшить процесс, который существует уже тысячи лет - солнечную дистилляцию, использование солнечного света для отделения воды от вредных примесей путем испарения.
Солнечные системы дистилляции часто сталкиваются с проблемами биологического обрастания, накопления микроорганизмов на оборудовании, что приводит к его неисправности. Гидрогели, убивающие бактерии, могут предотвратить это.
«Очень бдительный аспирант Юхонг Го неожиданно обнаружил эти гидрогели, занимаясь чем-то другим, а именно очисткой воды солнечным светом», - сказал Кит Джонстон, профессор кафедры химического машиностроения МакКетты, который был соруководителем. проект.
Команда работает над улучшением гидрогелей, увеличивая количество различных типов патогенов и вирусов в воде, которые они могут нейтрализовать. И команда также находится в процессе коммерциализации нескольких прототипов.
Исследователи говорят, что масштабирование гидрогелей будет несложным. Материалы для их изготовления недороги, а процессы синтеза просты и остаются такими в больших масштабах. И они могут легко контролировать форму и размер гидрогелей, делая их гибкими для различных типов использования.
Youhong Guo, аспирант лаборатории Ю, является первым автором статьи. В команду также входили аспиранты Кристофер Дандас из химического машиностроения и Синъи Чжоу из машиностроения. Исследование было поддержано грантами Института энергетики UT Austin и Фонда Дрейфуса.