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只需阳光照照就可“驱动”该过滤器工作,以获得干净的饮用水
阅读量:56 发表时间:2022-04-14

即使在今天,清洁水仍然是全世界许多人的特权。根据世界卫生组织(WHO)的数据,至少有18亿人饮用受粪便污染的水,到2040年,世界上很大一部分人将因饮用水资源不足而承受水压力。与此同时,根据联合国儿童基金会(UNICEF)的数据,每天约有1800名儿童死于腹泻,原因是供水不安全,从而导致霍乱等疾病。

因此,我们必须开发高效、经济的水净化方法。这正是由EPFL的LászlóForró领导的一个科学家团队所取得的成就,他们使用了一种新的净水过滤器,该过滤器将二氧化钛(TiO2)纳米线和碳纳米管结合在一起,只利用太阳光。

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科学家们首先表明,TiO2纳米线本身可以在阳光下有效地净化水。但是,将纳米线与碳纳米管交织在一起,形成了一种复合材料,通过对水进行巴氏杀菌,杀死细菌和大型病毒等人类病原体,增加了一层额外的去污能力。

其原理是,当太阳光可见光谱中的紫外线照射到滤光片上时,会导致滤光片产生一组称为活性氧(ROS)的分子。这些物质包括过氧化氢(H2O2)、氢氧化物(OH)和氧气(O2-),已知是有效的病原体杀手。


研究人员用大肠杆菌测试了他们的设备,大肠杆菌是细菌存活研究的“金标准”,但它应该与其他细菌病原体一起使用,如空肠弯曲菌(发达国家常见的腹泻诱发病原体)、蓝氏贾第虫(一种引起肠道贾第虫病的微生物)、沙门氏菌、隐孢子虫(引起腹泻隐孢子虫病)、沙门氏菌,甲型肝炎病毒和嗜肺军团菌(引起退伍军人病)。该设备特别擅长去除水中的所有病原体,甚至在去除农药、药物残留、化妆品等微污染物方面也显示出了良好的效果。


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福罗说:“在化学家、物理学家和生物学家的密切合作下,我们开发了一种非常高效的水净化装置,它不需要任何能源,只需要阳光。我们的原型即使在偏远地区也能为小规模人口提供清洁饮用水,而且很容易扩大规模。这是一项伟大的成就,该项目的一个重要‘副产品’是,它吸引了大量关心环境问题、追求可持续性的有才华和积极性的学生。”

在发表在《自然》合作伙伴杂志《npj清洁水》上的论文中,研究人员展示了过滤器的原型,并提出了进一步改进的建议。该项目的首席科学家恩德·霍尔瓦思认为这将在多才多艺的科学界创造一个强有力的后续行动,并有望为各机构提供资金。