Ручное устройство дезинфицирует питьевую воду наночастицами

Простая банка с изогнутой ручкой может совершить революцию в обеспечении чистой питьевой водой зон стихийных бедствий и отдаленных населенных пунктов, лишенных электричества.

Сюй Дэн из Университета электронных наук и технологий Китая в Чэнду говорит, что он и его коллеги были полны решимости создать простой способ избавить воду от паразитов, а также бактериальных, вирусных и грибковых патогенов.

«Мы постоянно сталкивались с одним и тем же блокпостом с децентрализованной очисткой воды», — говорит Дэн. «Большинству вариантов в точках использования требуется либо электричество, либо сильный солнечный свет, и они работают медленно».

В сообществах, не подключенных к сети, и в зонах стихийных бедствий традиционные системы ненадежны, поэтому им потребовалось изобретение, которое могло бы полностью дезинфицировать воду за минуту легкого ручного перемешивания.

Их решение основано на сферических наночастицах кремнезема, покрытых химическими веществами аминогруппы, которые заряжаются положительно в воде, и наночастицах золота, которые становятся отрицательно заряженными в перемешиваемой воде.

«Представьте себе банку с небольшой дозой специально разработанного порошка, похожего на песок», — говорит Дэн. «Несколько поворотов ручки создают легкий сдвиг в воде, и это движение «пробуждает» наши наночастицы».

Поток воды на поверхности наночастиц золота и амина создает электрический заряд, что, в свою очередь, приводит к образованию окисляющих химических веществ, называемых активными формами кислорода.

«Эти активные формы кислорода пробивают дыры в микробных мембранах, поэтому патогены не могут выжить или размножаться», — говорит Дэн. «Когда вы перестанете помешивать, порошок самостоятельно отделится от воды, и вы наберете из выпускного отверстия чистую воду».

Команда протестировала устройство на 16 легко заразных патогенах, которые представляют серьезную угрозу для здоровья населения. Было достигнуто снижение на 99,9999 процента. кишечная палочка всего за 15 секунд перемешивания воды при 50°C и такое же снижение Холерный вибрион в течение 1 минуты. В целом он инактивировал более 95 процентов всех протестированных микроорганизмов.

По словам Дэна, устройство все еще находится на стадии проверки концепции, поэтому исследователи еще не определили, сколько литров воды можно дезинфицировать.

«Мы можем сказать, что одна и та же партия частиц восстанавливается после каждого цикла и используется повторно», — говорит он. «И после зарядки система обеспечивает длительную защиту от повторного загрязнения в течение многих часов».

По его словам, поскольку количество наночастиц золота настолько мало, их стоимость незначительна – в стоимости материалов преобладают порошок диоксида кремния и пластиковый корпус.

Кьяра Нето из Университета Сиднея, Австралия, говорит, что она чрезвычайно впечатлена наукой и новым применением наночастиц для разрушения клеточных мембран патогенов. «Это очень умная, фантастическая работа».