تصفیه آب با آفتاب، چوب و باکتری! - مجله زیبایی زندگی

به گزارش خبرنگاران و به نقل از نیو اطلس، تبخیر یکی از رایج ترین روش های تصفیه آب برای نوشیدنی کردن آن است. اکنون محققان دانشگاه علم و فناوری چین دستگاه چوبی جدیدی ساخته اند که می تواند با استفاده از باکتری ها برای یاری به ساختن نانوساختارهای کلیدی دقیقاً همین کار را انجام دهد.

ایده اصلی این تصفیه نماینده آب تبخیری، چیزی است که بیشتر ما از کلاس علوم در مدرسه ابتدایی به یاد می آوریم که در آن، متمرکز کردن آفتاب بر روی آب، آن را گرم و در نهایت بخار می کرد تا هرگونه آلودگی به جا بماند. سپس بخار را می توان به درون یک ظرف راهنمایی کرد که در آن مجدداً به آب تمیز و قابل آشامیدن تبدیل گردد.

ما در گذشته با استفاده از انواع مواد و پیکربندی ها، این مفهوم اساسی را بارها و بارها عملی نموده ایم. این دستگاه و روش ها شامل ماشین هایی که بر روی سطح یک دریاچه شناور می شوند، آب را از زیر جذب می نمایند و آن را تصفیه می نمایند یا سازه های فومی ساخته شده از پوسته های گرافیتی یا سازه های خورشیدی ساخته شده با کاغذ آغشته به کربن و هواژل های سلولزی بوده است.

اما در این مطالعه، دستگاه جدید از چند لایه تشکیل شده است. لایه بالایی آن از نانولوله های کربنی ساخته شده است که در جذب گرما از نور خورشید مؤثر هستند. در لایه وسط، لایه ای از حباب های شیشه ای ریز قرار گرفته است که یک هواژل عایق حرارتی را تشکیل می دهد. در لایه زیرین نیز یک قطعه چوب قرار گرفته است که آب زیر آن قرار گرفته است.

هواژل یا ایروژل(Aerogel) یک ماده تولیدی است که کمترین چگالی را در میان مواد جامد دارد. این ماده از یک ژل به دست می آید که در آن قسمت مایع ژل با گاز جایگزین می گردد. نتیجه این فرآیند، ماده ای جامد با چگالی بسیار کم و در عین حال، ویژگی قابل توجه در زمینه عایق گرمایی است. هواژل در فرهنگ عامه مردم تحت نام های دیگری هم چون دود منجمد، دود جامد، هوای جامد یا دود آبی نیز شناخته می گردد که این نام گذاری ها به دلیل ظاهر شفاف و نیز نحوه پخش نور در این ماده است.

اما جزء اصلی این دستگاه، باکتری است. محققان با قرار دادن باکتریهای مختلف روی سطح چوب آغاز به کار کردند و آنها را برای تخمیر رها کردند. هنگامی که حباب های شیشه ای و لایه های نانولوله کربن افزوده شدند، این باکتری ها نانو الیاف سلولزی را در اطراف خود شاختند که کل این مواد را کنار هم نگه داشت.

آب با استفاده از این طرح، از ساختار متخلخل طبیعی چوب که به درختان در آب رسانی یاری می نماید، بالا می رود و هنگامی که به لایه نانولوله کربنی جاذب نور در لایه بالا می رسد، گرم و تبخیر می گردد. در عین حال، لایه هواژل شیشه ای در وسط، به عنوان عایق عمل می نماید و باعث می گردد گرما به پایین منتقل نگردد.

محققان می گویند این تبخیر نماینده خورشیدی از بسیاری از هم نوعان خود موثرتر است. این دستگاه میزان تبخیر آب را به شکل چشمگیری افزایش می دهد و بازدهی آن را به 80 درصد می رساند.

ضمن اینکه به عنوان یک امتیاز اضافی، چوب و نانولوله های کربنی مواد نسبتاً ارزان و فراوانی هستند.

این تحقیق در مجله Nano Letters منتشر شده است.