یک قاشق پودر به آب آلوده بریزید، بلافاصله قابل نوشیدن است

محققان پودر نانویی ساختند که به محض این که به آب ریخته شود، باکتری‌های آن را از بین می‌برد. این پودر غیرسمی، ارزان و همچنین قابل بازیافت و استفاده مجدد است.

کد خبر: ۱۰۷۷۶۰۵

شنبه - ۰۶ خرداد ۱۴۰۲ / May 27, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان پودر نانویی ساختند که به محض این که به آب ریخته شود، باکتری‌های آن را از بین می‌برد. این پودر غیرسمی، ارزان و همچنین قابل بازیافت و استفاده مجدد است.

حداقل ۲ میلیارد نفر در سراسر جهان به طور معمول آب آلوده به میکروب‌های بیماری‌زا می‌نوشند. دانشمندان دانشگاه استنفورد و آزمایشگاه ملی شتابدهنده SLAC نانوپودری ارزان قیمت و قابل بازیافت ساخته‌اند که هزاران باکتری موجود در آب را در یک ثانیه از بین می‌برد. این پودر با کمک تابش نور خورشید باکتری‌ها را نابود می‌کند. به گفته تیم استنفورد، کشف این ماده ضدعفونی‌کننده فوق سریع می‌تواند پیشرفت قابل توجهی برای تقریبا ۳۰ درصد از جمعیت جهان بدون دسترسی به آب آشامیدنی سالم باشد.

تانگ وو در دانشکده مهندسی استنفورد، که سرپرستی این مطالعه را به عهده دارد، می‌گوید: «بیماری‌های قابل انتقال از آب سالانه عامل مرگ و میر ۲ میلیون هستند که اکثریت آن کودکان زیر ۵ سال‌اند. ما معتقدیم که فناوری جدید ما تغییرات انقلابی در گندزدایی از آب ایجاد می‌کند و الهام‌بخش نوآوری‌های بیشتری در این زمینه بین‌رشته‌ای است.»

فن‌آوری‌های متعارف تصفیه آب شامل مواد شیمیایی است که می‌تواند محصولات جانبی سمی تولید کند، و به نور فرابنفش نیاز دارد که زمان نسبتاً طولانی‌ای برای ضدعفونی کردن لازم داشته و به منبع برق نیاز دارد.

این ضدعفونی‌کننده جدیدی که در دانشگاه استنفورد ساخته شده است، پودر فلزی بی‌ضرری است که با جذب اشعه ماوراء بنفش و نور مرئی پرانرژی از خورشید کار می‌کند. این پودر متشکل از ذرات نانویی از جنس اکسید آلومینیوم، سولفید مولیبدن، مس و اکسید آهن است.

یی کوی، از محققان این پروژه می‌گوید: «ما فقط از مقدار کمی از این مواد استفاده کردیم. مواد مورد استفاده، کم هزینه و نسبتا فراوان هستند. نوآوری کلیدی این است که وقتی در آب غوطه‌ور می‌شوند، همه با هم کار می‌کنند.»

پس از جذب فوتون‌ها از خورشید، کاتالیزور سولفید مولیبدن/مس مانند یک اتصال نیمه‌رسانا/فلز عمل می‌کند و فوتون‌ها را قادر می‌سازد تا الکترون‌ها را جابجا کنند. سپس الکترون‌های آزاد شده با آب اطراف واکنش می‌دهند و پراکسید هیدروژن و رادیکال‌های هیدروکسیل تولید می‌کنند که یکی از مخرب‌ترین رادیکال‌ها است. مواد شیمیایی تازه تشکیل شده، به سرعت باکتری‌ها را با آسیب رساندن به غشای سلولی آن‌ها، می‌کشند.

برای این مطالعه، تیم استنفورد و SLAC از یک لیوان ۲۰۰ میلی‌لیتری آب آلوده به حدود ۱ میلیون باکتری E. coli در هر میلی‌لیتر استفاده کردند. بوفی لیو، از محققان این پروژه می‌گوید: «ما پودر را در آب آلوده به هم زدیم. سپس آزمایش ضدعفونی کردن را در دانشگاه استنفورد در زیر نور خورشید انجام دادیم و در عرض ۶۰ ثانیه هیچ باکتری زنده‌ای شناسایی نشد.»

او افزود که پودری نانویی می‌تواند به سرعت حرکت کنند، با بسیاری از باکتری‌ها تماس فیزیکی برقرار کنند و آن‌ها را سریع از بین ببرند. کوی گفت: «عمر پراکسید هیدروژن و رادیکال‌های هیدروکسی بسیار کوتاه است. اگر فوراً باکتری برای اکسید شدن پیدا نکنند، این مواد شیمیایی به آب و اکسیژن تجزیه می‌شوند و در عرض چند ثانیه از بین می‌روند؛ بنابراین می‌توانید بلافاصله آب را بنوشید.»

این پودر غیر سمی و قابل بازیافت است. اکسید آهن این امکان را فراهم می‌کند که با آهنربای معمولی از آب خارج شوند. در این مطالعه، محققان از مغناطیس برای جمع‌آوری پودر ۳۰ بار برای تصفیه ۳۰ نمونه مختلف آب آلوده استفاده کردند.