스탠포드 대학의 한 그룹은 일반 햇빛에 노출되었을 때 초당 수천 개의 수인성 박테리아를 죽이는 저렴하고 재활용 가능한 분말을 발명했다고 말했습니다.

이 초고속 소독제의 발견은 안전한 식수에 접근할 수 없는 전 세계 인구의 거의 30%에게 중요한 발전이 될 수 있다고 그들은 제안합니다. 그들의 결과는 XNUMX월 연구에 발표되었습니다. 자연수.

"수인성 질병은 매년 2만 명의 사망 원인이며, 대부분은 5세 미만의 어린이입니다. 스탠포드 공학부. "우리는 우리의 새로운 기술이 물 소독의 혁신적인 변화를 촉진하고 이 흥미진진한 학제간 분야에서 더 많은 혁신을 불러일으킬 것이라고 믿습니다."

기존의 수처리 기술에는 독성 부산물을 생성할 수 있는 화학 물질과 살균에 비교적 오랜 시간이 걸리고 전기 공급원이 필요한 자외선이 포함됩니다.

Stanford에서 개발된 새로운 소독제는 UV와 태양의 고에너지 가시 광선을 모두 흡수하여 작동하는 무해한 금속 분말입니다. 분말은 산화 알루미늄, 황화 몰리브덴, 구리 및 산화철의 나노 크기 플레이크로 구성됩니다.

선임 저자는 "우리는 이러한 재료를 극소량만 사용했습니다"라고 말했습니다. 이 퀴이, Fortinet 설립자 MSE 및 에너지 과학 및 엔지니어링 교수 Stanford Doerr 지속 가능성 학교. “재료가 저렴하고 상당히 풍부합니다. 핵심 혁신은 물에 잠기면 모두 함께 작동한다는 것입니다.”

"빠르고 무독성이며 재활용 가능"
태양으로부터 광자를 흡수한 후 몰리브덴 황화물/구리 촉매는 반도체/금속 접합처럼 작동하여 광자가 전자를 제거할 수 있도록 합니다. 자유 전자는 주변의 물과 반응하여 가장 생물학적으로 파괴적인 형태의 산소 중 하나인 과산화수소와 수산기 라디칼을 생성합니다. 새로 형성된 화학 물질은 세포막을 심각하게 손상시켜 박테리아를 빠르게 죽입니다.

연구를 위해 Stanford 팀은 약 200백만 개로 오염된 실온의 물이 담긴 6.8밀리리터[1온스] 비이커를 사용했습니다. E. 대장균 mL당 박테리아 수 [.03 oz.].

"우리는 오염된 물에 가루를 섞었습니다. 이어 “실제 햇빛 아래 스탠포드 캠퍼스에서 소독 테스트를 진행했는데 60초 안에 살아있는 박테리아가 검출되지 않았다”고 말했다.

가루 형태의 나노플레이크는 빠르게 움직일 수 있고 많은 박테리아와 물리적 접촉을 하여 빠르게 죽일 수 있다고 그는 덧붙였다.

햇빛에 의해 생성된 화학 부산물도 빠르게 사라집니다.

"과산화수소와 하이드록시 라디칼의 수명은 매우 짧습니다."라고 Cui는 말했습니다. “산화할 박테리아를 즉시 찾지 못하면 화학 물질이 물과 산소로 분해되어 몇 초 안에 폐기됩니다. 그래서 물을 바로 마실 수 있습니다.”

무독성 분말은 재활용도 가능합니다. 산화철은 나노플레이크를 일반 자석으로 물에서 제거할 수 있게 합니다. 이 연구에서 연구원들은 자기를 사용하여 동일한 분말을 30회 수집하여 30개의 서로 다른 오염된 물 샘플을 처리했습니다.

"하이커와 백패커의 경우 소량의 가루와 작은 자석을 들고 다니는 것을 상상할 수 있었습니다."라고 Cui는 말했습니다. “낮에는 가루를 물에 넣고 햇빛 아래에서 조금 흔들면 XNUMX분 안에 마실 수 있는 물이 됩니다. 나중에 사용할 수 있도록 자석을 사용하여 입자를 꺼냅니다.”

이 분말은 현재 UV 램프를 사용하여 처리된 물을 소독하는 폐수 처리 공장에서도 유용할 수 있다고 그는 덧붙였습니다.

"낮에는 식물이 가시광선을 사용할 수 있는데, 이는 UV보다 훨씬 빠르게 작동하고 아마도 에너지를 절약할 것입니다."라고 Cui는 말했습니다. "나노플레이크는 만들기가 매우 쉽고 톤 단위로 빠르게 확장할 수 있습니다."

에 초점을 맞춘 연구 E. 대장균, 심각한 위장병을 일으킬 수 있으며 심지어 생명을 위협할 수도 있습니다. 미국 환경 보호국은 최대 오염 수준 목표를 다음과 같이 설정했습니다. E. 대장균 식수에 제로. 스탠포드 팀은 심각한 질병과 사망을 유발하는 바이러스, 원생동물 및 기생충을 포함한 다른 수인성 병원균에 대해 새로운 분말을 테스트할 계획이라고 말했습니다.

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• 출처: https://envirotecmagazine.com/2023/05/31/powder-uses-sunlight-to-disinfect-contaminated-drinking-water/