Sjór, drykkjarvatn – Nanósvampur síar

Grein/Linkur: Nanósvampur síar drykkjarvatn úr sjó á 30 mínútum

Höfundur: Lifandi Vísindi

Heimild: 

.

.

Mars 2023

Nanósvampur síar drykkjarvatn úr sjó á 30 mínútum

Milljarðar fólks hafa ekki aðgang að hreinu og öruggu drykkjarvatni. Fínmöskvaður nanósvampur getur nú komið til bjargar. Svampurinn þarf heldur ekki annað en sólarljós til að hreinsa sig.

Ástralskir vísindamenn hafa þróað gljúpan nanósvamp sem síar drykkjarvatn úr sjó eða öðru söltu vatni á aðeins 30 mínútum. Til að geta endurnýtt svampinn þarf ekki annað en að breiða hann út í sólskini. Þá hreinsar hann sig sjálfur.

Svampurinn er eins konar lífrænt víravirki (metal organic framework eða MOF), net með milljónum smásærra holrýma sem halda eftir salti og öðrum smáörðum en hleypa vatninu sjálfu í gegn.

Fíngerðir möskvar grípa saltjónir

Í sem stystu máli er MOF efni sem gert er úr málmjónum sem aftur tengjast saman með lífrænum efnum á borð við sýru. Saman mynda þessi efni þéttriðinn en afar gljúpan vegg.

Öfugt við önnur gljúp efni eru holrými í MOF með reglubundnu millibili sem vísindamennirnir geta sjálfir fínstillt þegar efnið er framleitt. Þetta fíngerða, holótta byggingarlag veldur því að yfirborðsflöturinn verður samanlagt gríðarlega stór. Yfirborðsflötur teskeiðarfylli af MOF er þannig á stærð við fótboltavöll.

Svampur áströlsku vísindamannanna er þróaður áfram á grunni annars MOF-efnis, MIL-53 sem er gert úr krómjónum, tengdum með tereþalsýru en það efni er þekkt fyrir gegnumstreymishæfni sína um leið og haldið er eftir tilteknum sameindum, svo sem koltvísýringi.

Nú voru holrýmin húðuð með spírópýrani, sérstakri krómblöndu sem breytir um lögun af völdum ljóss eða hita. Í myrkri tekur þessi blanda á sig form litarefnisins merocýaníns en í því eru jónir sem draga til sín saltjónir. Vatnið sjálft fær hins vegar að halda áfram gegnum svampinn.

Sólin hreinsar svampinn á 4 mínútum

Svampurinn var prófaður þannig að hann var settur í vatn með óhreinindamagni upp á 2,233 PPM (Parts Per Million). Eftir aðeins hálftíma var PPM-talan komin niður í 500 sem er undir þeim mörkum sem Alþjóðaheilbrigðisstofnunin WHO notar til að skilgreina hreint drykkjarvatn, eða 600 PPM.

Þetta segja vísindamennirnir samsvara því að eitt kíló af svampinum geti hreinsað 139,5 lítra vatns á sólarhring.

Þegar svo kemur að því að endurnýta svampinn þar sem ljósorkan breytir merocýaníni aftur í spírópýran. Um leið losar svampurinn allt uppsogað salt og þetta tekur ekki nema fjórar mínútur. Svampurinn hreinsar sig sem sagt sjálfur og er snöggur að því.

Vatnshreinsunaraðferðir sem nú eru í notkun eru einkum eiming og svonefnt öfugt himnuflæði. Þessar aðferðir eru dýrar og þurfa mikla orku. Hin nýja nanótækni þarf hins vegar ekki annað en sólskin til að framleiða drykkjarvatn í sjálfbærri hringrás.

Alþjóðaheilbrigðisstofnunin áætlar að um þriðjungur jarðarbúa hafi ekki aðgang að hreinu og öruggu drykkjarvatni.