ابداع دانشمندان چینی: لایه خورشیدی که ۹۹ درصد باکتری‌های آب آلوده را نابود می‌کند

دانشمندان دانشگاه سون‌یات‌سن چین یک لایه فوق نازک و شناور ابداع کرده‌اند که با استفاده از نور خورشید (حتی در شرایط نوری ضعیف) می‌تواند آب بسیار آلوده را تصفیه کند و بیش از ۹۹.۹۹۵ درصد از باکتری‌های آن را از بین ببرد. این فناوری ساده، ارزان و مقاوم می‌تواند راهکاری اساسی برای بحران جهانی آب آشامیدنی سالم باشد.

براساس گزارش Tech Xplore، ابداع دانشمندان چینی «لایه فوتوکاتالیستی خودشناور» نام دارد و برپایه یک ماده پلیمری مهندسی‌شده به نام Cz-AQ کار می‌کند. زمانی که این لایه را روی سطح آب بگذارید و در معرض نور خورشید قرار بگیرد، این ماده شروع به تولید عوامل پاک‌کننده بسیار قدرتمندی به نام رادیکال‌های آلی اکسیژن‌محور (OCORs) می‌کند.

برخلاف سیستم‌های قبلی که از رادیکال‌های بسیار ناپایداری استفاده می‌کردند که در چند نانوثانیه از بین می‌رفتند، این رادیکال‌های جدید بسیار عمر طولانی‌تری دارند. این عمر طولانی به آن‌ها امکان می‌دهد تا علاوه‌بر باکتری‌ها، آلاینده‌های آلی دیگر را نیز تجزیه و از رشد مجدد باکتری‌ها برای حداقل پنج روز جلوگیری کنند.

لایه خورشیدی برای تصفیه آب

نتایج آزمایش‌های این فناوری فوق‌العاده است. این لایه توانسته است در عرض فقط ۴۰ دقیقه و تحت نور کم طبیعی خورشید (شرایطی که فوتوکاتالیست‌های معمولی تقریباً بی‌اثر هستند) ۱۰ لیتر آب بسیار آلوده را تصفیه کند و بیش از ۹۹.۹۹۵ درصد از باکتری‌های آن (مانند E. coli) را از بین ببرد.

این سطح از عملکرد می‌تواند آب آشامیدنی سالم برای چهار تا پنج بزرگسال را روزانه تأمین کند. علاوه‌براین، این لایه پایداری فوق‌العاده‌ای دارد و می‌توان آن را بیش از ۵۰ بار بدون افت کیفیت، مجدداً استفاده کرد که این امر باعث می‌شود این فناوری مقرون‌به‌صرفه باشد.

بحران دسترسی به آب سالم سالانه جان میلیون‌ها نفر، به‌ویژه کودکان، را به دلیل بیماری‌های انتقال‌یافته از طریق آب می‌گیرد. این مشکل به خصوص در مناطق دورافتاده، کم‌درآمد و فاجعه‌زده که فاقد زیرساخت‌های لازم برای تصفیه‌خانه‌های بزرگ هستند، بسیار حاد است.

روش‌های فعلی در مقیاس کوچک نیز با محدودیت‌های جدی روبه‌رو هستند؛ کلرزنی می‌تواند مواد سمی تولید کند و تصفیه با UV به انرژی زیادی نیاز دارد. این لایه جدید با ارائه یک راهکار ساده، ارزان، قابل حمل و مقاوم که فقط به نور خورشید نیاز دارد، می‌تواند این مشکلات را برطرف کند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature Water منتشر شده است.