2023 نویسنده: Sophia Otis | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-05-21 01:48
مهندسان سیستمی را توسعه داده اند که از یک تکنیک ساده تصفیه آب استفاده می کند که می تواند 100 درصد میکروب های نمونه های آب نیواورلئان به جا مانده از طوفان کاترینا را از بین ببرد. این تکنیک از رزین های تخصصی، مس و پراکسید هیدروژن برای تصفیه آب آلوده استفاده می کند.
سیستم - ایمن‌تر، ارزان‌تر و ساده‌تر از روش‌های دیگر استفاده می‌شود - طیفی از مواد شیمیایی سمی را تجزیه می‌کند. در حالی که این روش آب را تمیز می کند، هنوز آب را قابل شرب نمی کند. با این حال، این روش ممکن است در نهایت برای محدود کردن گسترش بیماری در مکان های فاجعه در سراسر جهان حیاتی باشد.
ویشال شاه و شریا شاه از کالج داولینگ در لانگ آیلند نیویورک، محققینی که از بنیاد ملی علوم حمایت مالی کرده اند، با بوریس ژیکوفسکی از دانشگاه کرنل و خوزه پینتو از دانشگاه پلی تکنیک نیویورک در بروکلین برای توسعه این تکنیک همکاری کردند. آنها یافته های خود را در آلودگی محیط زیست منتشر خواهند کرد.
شاه گفت: «بعد از فاجعه طوفان کاترینا، دانشمندان پشت به دیوار در تلاش برای ایجاد پادمان بودند. "هیچ کس نمی داند چه زمانی ممکن است وضعیت مشابهی ایجاد شود. ما باید یک روش درمانی برای ضدعفونی کردن آب سیل قبل از تماس با انسان یا پمپاژ آن به مخازن طبیعی ایجاد کنیم."
سیستم تصفیه ای که محققان در حال توسعه آن هستند ساده است: یک ورقه پلیمری از رزین های حاوی مس در آب سیل آلوده غوطه ور می شود. افزودن پراکسید هیدروژن باعث ایجاد رادیکال های آزاد روی پلیمر می شود. رادیکال‌های آزاد به ورقه متصل می‌مانند، جایی که با باکتری‌ها تماس پیدا می‌کنند و آنها را می‌کشند.
محققان در حال کار بر روی کاهش میزان مس در محصول نهایی آب تصفیه شده و بهبود تأثیر سیستم بر روی سموم شیمیایی هستند. شاه معتقد است که می تواند ظرف پنج تا هفت سال برای استفاده اضطراری آماده شود.
برای توسعه فرآیند خود، محققان بر روی یک مکانیسم شیمیایی قرن قدمت به نام واکنش فنتون ایجاد کردند - فرآیندی که در آن کاتالیزورهای فلزی باعث می شوند پراکسید هیدروژن تعداد زیادی رادیکال آزاد تولید کند.
رادیکال‌های آزاد اتم‌ها یا مولکول‌هایی هستند که یک الکترون اضافی دارند و نیاز مبرمی به شریک دارند (آنها شریک را با جدا کردن آن از اتم نزدیک به دست می‌آورند و در این فرآیند به "قربانی" آسیب می‌رسانند). در مقادیر زیاد، رادیکال ها می توانند مواد شیمیایی سمی را از بین ببرند و حتی باکتری ها را تا حد مرگ بمباران کنند یا به غشای سلولی میکروارگانیسم آسیب جبران ناپذیری وارد کنند.
محققان با استفاده از تکنیک خود بر روی آب کانال های صنعتی و خیابان 17 در نیواورلئان، توانستند تمام باکتری ها را در عرض 15 دقیقه از بین ببرند.در آزمایش‌هایی با نمونه‌های آب آزمایشگاهی حاوی غلظت‌های باکتریایی حتی بالاتر، دقیقاً همان فرآیند حداقل 99 درصد از باکتری‌ها را در 90 دقیقه از بین برد.
بنیاد ملی علوم (NSF) یک آژانس مستقل فدرال است که با بودجه سالانه 5.58 میلیارد دلار از تحقیقات و آموزش بنیادی در تمام زمینه های علوم و مهندسی پشتیبانی می کند. وجوه NSF از طریق کمک های مالی به حدود 1700 دانشگاه و مؤسسه به تمام 50 ایالت می رسد. هر سال، NSF حدود 40000 درخواست رقابتی برای تامین مالی دریافت می‌کند و نزدیک به 10000 جایزه جدید تامین مالی می‌کند. NSF همچنین سالانه بیش از 400 میلیون دلار قراردادهای حرفه ای و خدماتی اعطا می کند.
