Повече от два милиарда души по света нямат надежден достъп до безопасна питейна вода, а в зони на бедствия повредената инфраструктура може да постави още повече хора в риск. Учени от Южна Корея са разработили прототип, за който се надяват, че би могъл да помогне за справянето и с двете предизвикателства, при това само с едно просто движение на китката. През юни изследователи от университета „Йонсе“ и техни колеги от партньорски институции публикуваха проучване в списанието Nature Water, описващо самозахранваща се плаваща капсула, която измерва качеството на водата и я дезинфекцира от микроорганизми след броени секунди разклащане на ръка.
Устройството, наречено FDGD капсула (Floating-Induced Detection-Guided Disinfection), работи напълно без батерии, химикали или връзка с електрическата мрежа. За да се използва, капсулата се разклаща на ръка за няколко секунди, което кара вътрешен магнит да преминава през бобина и да генерира електричество. Това електричество захранва сензор за общо количество разтворени твърди вещества (TDS) и Bluetooth модул, позволявайки на капсулата да измери качеството на поставената в нея малка проба вода и да предаде резултата към потребителски интерфейс, като телефон или часовник. Този процес предоставя на потребителя ясна основа за решение дали водата е подходяща за последваща дезинфекция.
Ако водата съдържа по-малко от 250 милиграма общо разтворени твърди вещества на литър, устройството я класифицира като подходяща за микробиологично третиране. По-високо отчитане сигнализира, че водата може да не е безопасна за обработка и потребителят трябва да намери друг източник. Капсулата има способността да обезврежда бактерии и вируси, но не може да премахва химически замърсители като арсен, пестициди или промишлени замърсители.
След като капсулата установи, че водата е подходяща за обработка, тя се поставя върху повърхността на водата, където започва да плава. Контактът между капсулата и водата генерира малък электростатичен заряд, който се концентрира върху микроскопичните нанопръти, покриващи нейната обвивка. Полученото електрическо поле разрушава бактериалните мембрани и вирусните структури чрез процес, наречен необратима електропорация, което помага за дезинфекцията на водата без добавяне на химикали или външен източник на захранване.
При лабораторни тестове капсулата е елиминирала бактерията Ешерихия коли (E. coli) от един литър вода само за 20 минути, а по-устойчивата бактерия Бацилус субтилис (Bacillus subtilis) – за около 25 минути. За пълен период от 30 минути устройството може напълно да дезинфекцира един литър речна или езерна вода. Изследователите установяват също, че капсулата запазва ефективността си в продължение на 120 последователни цикъла без измерима загуба на производителност. На базата на тези тестове за издръжливост те изчисляват, че една капсула може да пречисти най-малко 480 литра вода през експлоатационния си живот, а производството ѝ би струвало по-малко от 25 долара.
Тъй като FDGD капсулата все още е лабораторен прототип, тя няма да се появи скоро в комплектите за спешна помощ или оборудването за дейности на открито. Изследователите подчертават, че тя не е предназначена да замени конвенционалните системи за пречистване на вода или цялостните химически тестове. Вместо това те я виждат като преносим инструмент за ситуации, в които тези ресурси са недостъпни, помагайки на потребителите да проверят водата, преди да я дезинфекцират. По думите на екипа, по-широкото значение на този труд е свързано с необходимостта от по-устойчиви и достъпни водни технологии, тъй като безопасната вода не трябва да зависи единствено от централизирана инфраструктура или непрекъснати външни ресурси.
Източник: Food & Wine
