Научниците создадоа пловечка капсула што може да ја направи речната вода побезбедна за пиење за само 30 минути

Повеќе од две милијарди луѓе во светот сè уште немаат сигурен пристап до безбедна вода за пиење, а во услови на природни катастрофи или во оддалечени области, овој проблем станува уште поголем. Токму затоа тим научници од Универзитетот Јонсеи во Јужна Кореја разви иновативна пловечка капсула што може да ја процени безбедноста на водата и да ја дезинфицира – без батерии, без хемикалии и без приклучување на електрична мрежа.

Истражувањето е објавено во престижното научно списание Nature Water, а уредот е наречен FDGD (Floating-Induced Detection-Guided Disinfection) капсула. Станува збор за прототип кој е дизајниран да обезбеди безбедна вода за пиење во ситуации каде што нема инфраструктура за пречистување.

Како функционира капсулата?

Користењето е едноставно. Капсулата прво се протресува неколку секунди со рака. Со тоа, магнет сместен во нејзината внатрешност се движи низ калем и преку електромагнетна индукција создава електрична енергија. Таа енергија ги напојува вградените сензори и електрониката, без потреба од батерии или надворешен извор на струја.

Потоа, уредот анализира мал примерок од водата и ја мери концентрацијата на вкупни растворени цврсти материи (TDS – Total Dissolved Solids), параметар што покажува колку растворени соли, минерали и други материи има во водата.

Доколку TDS-вредноста е под 250 милиграми на литар, капсулата проценува дека водата има релативно низок ризик од хемиско загадување и може да продолжи со процесот на дезинфекција. Ако вредноста е повисока, уредот предупредува дека водата не е погодна за третман и треба да се пронајде друг извор. Важно е да се нагласи дека капсулата не ги отстранува хемиските загадувачи, како што се арсен, пестициди или индустриски токсини – таа е наменета исклучиво за уништување на микроорганизми.

Дезинфекција без хемикалии

Откако ќе утврди дека водата е соодветна за третман, капсулата се поставува да плови на нејзината површина.

Контактот со водата создава електростатско полнење кое се концентрира на микроскопски нанопрачки што ја обложуваат надворешната површина на капсулата. Така се создава силно локално електрично поле кое ги оштетува клеточните мембрани на бактериите и структурата на вирусите преку процес наречен неповратна електропорација (irreversible electroporation). На овој начин микроорганизмите се уништуваат без употреба на хлор, ултравиолетова светлина или други хемиски средства.

Резултатите од тестирањата

Лабораториските испитувања покажале дека капсулата:

• целосно ја елиминира бактеријата Escherichia coli (E. coli) за околу 20 минути;
• ја уништува поотпорната бактерија Bacillus subtilis за околу 25 минути;
• по 30 минути може целосно да дезинфицира еден литар речна или езерска вода.

Истражувачите утврдиле и дека уредот ја задржува својата ефикасност по 120 последователни циклуси на дезинфекција, без забележливо намалување на перформансите. Според нивните пресметки, една капсула може да третира најмалку 480 литри вода во текот на својот работен век, а производствената цена би била помала од 25 американски долари.

Каде би можела да се користи?

Иако технологијата сè уште е во фаза на лабораториски прототип и не е достапна за комерцијална употреба, научниците веруваат дека таа би можела да биде особено корисна во области погодени од природни катастрофи, во рурални и изолирани заедници, како и во региони каде што нема пристап до електрична мрежа или современи системи за пречистување на вода.

Истражувачите нагласуваат дека капсулата не е замена за класичните системи за водоснабдување и лабораториските анализи, туку дополнително решение што може да помогне во итни ситуации кога безбедната вода е ограничен ресурс.

„Безбедната вода не треба да зависи исклучиво од централизирана инфраструктура или од постојан надворешен извор на енергија. Со комбинирање на самонапојувано откривање на квалитетот на водата и самонапојувана дезинфекција, се надеваме дека оваа технологија ќе придонесе кон поедноставни и подостапни решенија за обезбедување безбедна вода за пиење таму каде што конвенционалните ресурси се ограничени“, наведуваат авторите на истражувањето.

ФОТО: Magnific