Можно ли использовать нанотехнологии для улучшения доступа к чистой воде?

Можно ли использовать нанотехнологии для улучшения доступа к чистой воде?

Изображение предоставлено: Shutterstock.com/ SJ Travel Photo and Video

Доступ к чистой, безопасной питьевой воде считается одним из основных прав человека. Тем не менее, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 785 миллионов человек по всему миру не имеют доступа к основным источникам питьевой воды. Это заставляет исследователей по всему миру исследовать и разрабатывать серию решений и приложений для очистки воды с использованием нанотехнологий.

Текущие статистические данные ВОЗ ужасны, что делает эту проблему неотложной, поскольку считается, что около 2 миллиардов человек используют загрязненную воду. Кроме того, более 485 000 человек ежегодно умирают от болезней, связанных с диареей, и заболевания, такие как полиомиелит, брюшной тиф и холера, вновь передаются в качестве дальнейшего следствия. Исходя из современных тенденций и данных, предполагается, что к 2025 году половина всего населения мира будет жить в районах с дефицитом воды или с дефицитом воды.

Хотя существует широкий спектр эффективных методов и технологий очистки воды, включая кипячение, фильтрацию, окисление и дистилляцию, они часто требуют большого количества энергии. Другие процессы обработки могут включать использование химических агентов, которые возможны только в областях с инфраструктурой, которая находится на уровне

Более доступные и портативные устройства, доступные в настоящее время, не всегда подходят по назначению, поскольку они не могут гарантировать 100% удаление вредных вирусов, бактерий, пыли и даже микропластиков. Таким образом, считается, что нанотехнологии могут предложить доступные и доступные решения для чистой воды наиболее уязвимым слоям населения мира.

Нанотехнология – это процесс, который включает в себя манипулирование веществом и управление им в атомном масштабе. В процессе очистки воды это включает использование наномембран для смягчения воды и уничтожения биологических и химических загрязнителей, а также других физических частиц и молекул.

Более того, нанотехнологии являются портативными и могут быть включены в существующие коммерческие устройства, что повышает вероятность того, что нанотехнологические решения могут стать возможным вариантом для районов развивающегося мира и мест с ограниченной инфраструктурой.

В последние годы ученые усовершенствовали общепринятые методы, в которых используются коагулянты, взяв их сигналы от природы, в частности, от живого в океане организма актиния. Традиционные коагулянты, такие как сульфат алюминия и другие соли металлов, могут вытягивать более крупные загрязнения, заставляя их группироваться и оседать. Однако этот метод не эффективен для более мелких частиц и молекул и часто требует дополнительных методов для обеспечения чистой воды. Тем самым увеличивается стоимость и использование энергии, поскольку для обеспечения безопасности воды требуется несколько методов.

Используя нанокоагулянты, ученые смогли синтезировать органические и неорганические вещества, чтобы воспроизвести структуру актинового морского анемона. Исследователи создали обратимую сердцевину-оболочку, которая может улавливать как крупные частицы, так и мелкие, когда они выворачиваются наизнанку. Это также одностадийный процесс, который устраняет необходимость в дополнительных технологиях и открывает потенциал для минимизации затрат на очистку воды.

Другой жизнеспособный метод очистки воды, который в настоящее время разрабатывается и который использует нанотехнологии, включает использование магнитно-активных наночастиц для извлечения химических веществ из воды. Процесс позволяет удалять токсины из загрязнителей питьевой воды, привлекая наночастицы, которые состоят из магнитных фаз. Это решение также будет с низким энергопотреблением и может обеспечить экономическое преимущество, а также пользу для здоровья и окружающей среды.

Другие предложения по нанотехнологическим решениям включают использование наночастиц для разрушения микропластиков и быстрый нанофильтр, который может очистить грязную воду в 100 раз быстрее, чем современные методы. Исследователи также знают, что большинство методов очистки воды требуют доступа к постоянному электроснабжению, но это может быть серьезным препятствием в местах с ограниченной инфраструктурой или районах, поврежденных экстремальными погодными условиями.

Одним из таких подходов является создание самоподдерживающегося биопена, который проводит тепло и электричество, комбинируя произведенную бактериями целлюлозу с оксидом графена. Сплавленная графеном пена вытягивает воду на поверхность через слой целлюлозы, что ускоряет испарение. Это приводит к образованию слоя пресной воды, который можно легко собрать и безопасно пить. Биопен также легкий и относительно недорогой в производстве, что делает его привлекательной альтернативой традиционным методам.

Таким образом, поскольку потребность в чистой, безопасной воде все еще остается насущной глобальной проблемой, нанотехнологические решения открывают новые и существенные возможности для индустрии очистки воды. Следующим этапом развития является расширение нанотехнологий для улучшения доступа к чистой воде. Возможно, тогда будущее может стать тем, что дает новую надежду растущей мировой популяции, испытывающей дефицит воды и дефицит воды.

Source link