Новости

Проблема доступа к чистой воде остро стоит в развивающихся странах и на территориях, испытывающих последствия стихийных бедствий. Питьевую воду там получают с помощью фильтров, которые физически улавливают бактерии в потоке воды.

Ученые из Стенфорда разработали высокоскоростной фильтр, состоящий из простой хлопчатобумажной ткани и нанотрубок. Он очищает грязную воду, используя меньше энергии, чем традиционные водоочистители, сообщает popsci.com.

Большинство водных фильтров просто захватывает живые бактерии, когда они проходят сквозь ряд мелких пор, - метод эффективный, но имеет свои недостатки. Во-первых, очень медленная скорость работы, что приведет к дефициту воды в критических ситуациях: толпы людей не спасти от жажды, если вода течет тонкой струйкой.

Во-вторых, вода прокачивается через фильтры с помощью насосов, которым нужен достаточный запас электроэнергии – этого ресурса в удаленных и бедствующих районах может не оказаться. Кроме того, фильтры подвержены биозагрязнению, так как захваченные бактерии образуют пленку, засоряющую поры фильтра.

Фильтр ученых из Стенфорда решает эти проблемы, свободно пропуская бактерии сквозь материал и уничтожая их смертельным разрядом электричества.

Углеродные нанотрубки являются эффективными проводниками, а серебро имеет антибактериальные свойства. Ученые решили выяснить, как соединить все эти ингридиенты в один недорогой фильтр (количество использованного серебра настолько мало, что его стоимость можно не учитывать). Ткань послужила в качестве дешевой основы, на которой расположились наноструктуры.

Погрузив обычную хлопчатобумажную ткань в раствор углеродных нанотрубок и серебряных нанопроводов, ученые создали фильтр, который уничтожает 98 процентов Escherichia coli (кишечной палочки), содержащейся в воде, применяя 20-вольтовый заряд электричества, - меньше, чем нужно для работы насосов в обычных фильтрах.

Работающий от пары 12-вольтных батареек или ручного генератора, фильтр действует до полного израсходования энергии. Его крупные поры обеспечивают движение мощных потоков очищенной воды. Насос не нужен, так как поры достаточно большие, чтобы не препятствовать силе гравитации.

В будущем ученые собираются испытать фильтр на других бактериях и выяснить, насколько универсально сочетание углерода и серебра в борьбе с микроорганизмами. Однослойный фильтр может уничтожить 98 процентов бактерий кишечной палочки, а составной фильтр со слоями из различных материалов по эффективности может приблизиться к 100 процентам.