Rensning af vand ved hjælp af træ, bakterier og solen

Ifølge FN, omkring en femtedel af verdens befolkning bor i områder, hvor der er knaphed på vand. Derfor, teknologier til at producere rent vand fra udrikkelige kilder, såsom havvand, flod- eller søvand, og forurenet vand, er et presserende behov. Nu, forskere, der rapporterer i Nano bogstaver har udviklet en træbaseret dampgenerator, der, ved hjælp af bakterieproducerede nanomaterialer, udnytter solenergi til at rense vand.

En solar dampgenerator er en enhed, der bruger den rigelige energi fra solen til at adskille rent vand fra dets forurenende stoffer ved fordampning. Mange forskellige versioner af disse enheder er blevet udviklet, med varierende effektivitet. At designe bedre solar dampgeneratorer, forskere skal finde måder at forbedre lysabsorptionen på, varmestyring, vandtransport og fordampning. Shu-Hong Yu og kolleger ved University of Science and Technology i Kina ønskede at kombinere alle fire forbedringer i en enkelt enhed. De valgte træ som grundlag for deres generator på grund af dets bæredygtighed og porøse struktur, som muliggør hurtig vandtransport.

Forskerne lavede deres enhed ved hjælp af bakterier, der producerede lange cellulose nanofibre, som bandt apparatets lag sammen. Holdet tilføjede bakterier til overfladen af ​​en træblok og lod dem gære. Derefter, de sprøjtede en aerosol af glasbobler - små hule kugler, der giver fremragende varmeisolering - på overfladen. Glasboblerne blev indlejret i cellulosenanofibrene produceret af bakterierne, danner en hydrogel. Endelig, forskerne tilføjede kulstof nanorør, som filtrede sig sammen med cellulosenanofibrene for at danne en lysabsorberende, vandfordampende toplag. Enheden fungerer ved at transportere vand opad gennem træet til det lysabsorberende lag, som opvarmes af solen. Vandet fordamper, og dampen opsamles og kondenseres for at producere rent vand. Det isolerende lag af glasbobler forhindrer varmen i at blive overført nedad gennem enheden og tabt, og strukturerne i nanoskala sænker den energi, der kræves til vandfordampning. Som resultat, den nye enhed har en højere fordampningshastighed og effektivitet end de fleste eksisterende solar dampgeneratorer.