Китайці створили банку для очищення води за хвилину

Дослідники з Університету електронних наук і технологій Китаю в Ченду створили простий пристрій, який може змінити підхід до забезпечення чистою питною водою в зонах лих та віддалених громадах без електропостачання. Винахід являє собою банку з ручкою, яку потрібно обертати вручну.

Сюй Ден, який очолював дослідження, розповів, що команда була налаштована створити простий спосіб позбавлення води від паразитів, а також бактеріальних, вірусних та грибкових патогенів. За його словами, вони постійно стикалися з однією й тією ж перешкодою при децентралізованому очищенні води.

«Більшість варіантів для використання в конкретних місцях потребують або електрики, або яскравого сонячного світла, і вони повільні», — пояснив Ден. У громадах без електромережі та зонах лих традиційні системи не є надійними, тому вчені хотіли створити винахід, який міг би повністю знезаражувати воду за хвилину легкого ручного перемішування.

Їхнє рішення базується на сферичних наночастинках діоксиду кремнію, покритих хімічними речовинами амінної групи, які мають позитивний заряд у воді, та наночастинках золота, які набувають негативного заряду в перемішаній воді.

«Уявіть собі банку з ручкою та невеликою дозою інженерного порошку, схожого на пісок», — каже Ден. «Декілька обертів ручки створюють легкий зсув у воді, і цей рух „пробуджує“ наші наночастинки».

Потік води на поверхні золотих наночастинок та наночастинок з амінними групами створює електричний заряд, що призводить до утворення окислювальних хімічних речовин, які називаються активними формами кисню.

«Ці активні форми кисню пробивають отвори в мембранах мікробів, тому патогени не можуть вижити або розмножуватися», — пояснює Ден. «Коли ви припиняєте перемішування, порошок відокремлюється від води самостійно, і ви отримуєте чисту воду з виходу».

Команда випробувала пристрій на 16 високо контагіозних патогенах, які становлять серйозну загрозу для громадського здоров'я. Він досяг зменшення кількості кишкової палички на 99,9999 відсотка лише за 15 секунд перемішування води при температурі 50 градусів Цельсія, і таке ж зменшення холерного вібріона протягом однієї хвилини. Загалом пристрій інактивував понад 95 відсотків усіх протестованих мікроорганізмів.

Пристрій все ще перебуває на етапі підтвердження концепції, каже Ден, тому дослідники ще не визначили, скільки літрів води можна знезаразити. «Що ми можемо сказати, так це те, що одна й та ж партія частинок відновлюється після кожного циклу та використовується повторно», — зазначає він. «І після зарядження система забезпечує тривалий захист від повторного забруднення протягом багатьох годин».

Оскільки кількість наночастинок золота дуже мала, їхня вартість незначна, каже вчений. Вартість матеріалів визначається переважно порошком діоксиду кремнію та пластиковим корпусом.

К'яра Нето з Сіднейського університету в Австралії заявила, що вона надзвичайно вражена наукою та новим застосуванням наночастинок для руйнування клітинних мембран патогенів. «Це дуже розумно, фантастична робота», — відзначила дослідниця.

Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Nanotechnology. Винахід може стати справжнім проривом для мільйонів людей у всьому світі, які не мають доступу до чистої питної води через відсутність електропостачання або інфраструктури.