Създадена е плаваща капсула, която пречиства водата без използването на химикали

Капсула за 25 долара пречиства вода без химикали или батерии: изобретение, което може да революционизира оказването на помощ при бедствия.

Група международни учени създадоха малко устройство, което може да бъде истински пробив в областта на достъпа до безопасна питейна вода. Преносимата капсула е способна самостоятелно да дезинфекцира вода без използването на химикали, батерии или външен източник на захранване.

За да стартирате системата, е нужно само да разклатите устройството за няколко секунди, след което да го спуснете във воден басейн. Капсулата анализира водата, определя нивото на потенциално замърсяване и след това самостоятелно стартира процеса на унищожаване на опасните микроорганизми.

Според разработчиците, цената за производство на подобно устройство може да бъде по-малка от 25 долара. Това го прави потенциално достъпно за употреба в отдалечените райони, по време на природни бедствия или хуманитарни кризи.

Три секунди движение задействат сложна технология

На пръв поглед устройството изглежда като обикновен пластмасов контейнер, но вътре се крие сложна система, която съчетава няколко съвременни технологии. При разклащане малък магнит се движи през медна намотка вътре в капсулата. Този механизъм работи като миниатюрен генератор и произвежда достатъчно енергия, за да захранва сензора и електрическото поле.

След това устройството взема малка проба от вода и анализира нейния състав. То измерва количеството разтворени вещества предимно соли и минерали, които могат да показват евентуално химическо замърсяване.

Ако общото ниво на разтворени твърди вещества не надвишава 250 милиграма на литър, системата определя водата като подходяща за допълнително пречистване. Важно е обаче да се отбележи, че капсулата не е универсален филтър. Тя не може да премахва опасни химикали, като арсен, промишлени токсини или пестициди. Основната ѝ задача е да се бори с микроорганизмите.

Водата се пречиства благодарение на електрическия ефект

След проверка на качеството на водата започва вторият етап. Капсулата се оставя да плува във водата. Докато вълните движат водата около повърхността ѝ, се създава малък електростатичен заряд, подобен на този, който се създава, когато триете балон в кърпа.

Външната повърхност на устройството е покрита с микроскопични полимерни нанопръчки. Техните малки върхове концентрират електрически заряд в много малки области, създавайки силно локално електрическо поле.

Това е достатъчно, за да увреди клетъчните мембрани на бактериите и да ги унищожи. Този процес се нарича електропорация – метод, вече познат в биотехнологиите, но сега е приложен и за автономно пречистване на вода.

Една капсула може да пречисти стотици литри вода

В лабораторни тестове устройството успешно унищожи микроорганизми като E. coli (E. coli), Bacillus subtilis и вирусни частици, които се използват за тестване на ефективността на почистването.

Капсулата е пречистила един литър вода за около 20 минути. За някои бактерии процесът отнемал около 25 минути. В реални водни проби от реки и езера пълната дезинфекция настъпва за около половин час.

При пречистване на по-големи количества вода резултатите също са обнадеждаващи: устройството е успяло да направи четири литра речна вода безопасна за около 52 минути. При тестовете капсулата е останала ефективна след 120 цикъла на употреба. Това означава, че едно устройство потенциално може да пречисти около 480 литра вода.

Решения за милиардите хора без достъп до чиста вода

Според международни организации, повече от два милиарда души по света нямат стабилен достъп до безопасна питейна вода. Проблемът е особено остър по време на земетресения, наводнения, войни или други извънредни ситуации, когато конвенционалната инфраструктура за пречистване на вода се срива.

Днес в такива условия често се използват варене, хлорни таблетки или преносими филтри. Но всеки от тези методи има своите недостатъци.

Кипенето изисква гориво, което може да не е налично в кризисни райони. Химическите таблетки могат да променят вкуса на водата и не винаги работят ефективно. Филтрите имат ограничен живот, могат да се запушат и да изискват поддръжка.

Новата капсула предлага различен подход – автономно почистване без консумативи и сложна инфраструктура.

От лабораторията до реалния свят

Разработката е осъществена от международен екип от учени, ръководен от професор Санг-У Ким от университета Йонсей, с участието на изследователи от Корейския институт за наука и технологии, Университета в Бат и Китайския университет Ренмин.

Резултатите от работата са публикувани в научното списание Nature Water

Технологията все още се нуждае от допълнителни тестове и мащабиране, но основното ѝ предимство вече е ясно: едно просто устройство може да превърне замърсената природна вода в безопасен източник на питейна вода без електричество, химикали или сложно оборудване. В свят, където достъпът до чиста вода остава едно от най-големите глобални предизвикателства, такава малка капсула би могла да окаже огромно влияние.