Gel med sølv nanopartikler disinfiserer vann med bare en klemme

Etter naturkatastrofer, spesielt når det er flom, kan sikkert drikkevann ikke være lett tilgjengelig. Nå har forskere utviklet et billig, lett materiale som kan desinfisere vann i så lite som fem minutter.

Når den dyppes i vann som er forurenset med sykdomsfremkallende bakterier, sukker den svamplignende gel opp vannet og dræper skadelige organismer i løpet av få sekunder. Klemme gelen frigjør deretter drikkevann, og materialet går tilbake til sin opprinnelige form.

advertisementAdvertisement

Det nye stoffets bakteriekjærende krefter, som er beskrevet i tidsskriftet Environmental Science & Technology, avhenger av svært små biter av sølv-kjent som nanopartikler - innebygd i porer av gelen.

Sølv nanopartikler er allerede mye brukt i forbrukerprodukter for deres antibakterielle egenskaper. Ifølge Environmental Protection Agency (EPA) inkluderer dette tannkrem, deodorant, kosttilskudd, klær og barneleker.

Sølvbelagt gel Ideell for katastrofehjelp

Innleggsmaterialer med sølv nanopartikler er ikke en ny teknikk, men forskerne fra Singapore og USA har rammet en ny støttestruktur, kalt poly (natriumakrylat) -det er spesielt egnet for rensing av vann i katastrofeområder.

Annonse

"Natriumakrylater er aerogeler og absorberer vann mange ganger mer enn deres vekt," sier Anil K. Karumuri, en Ph.D.-student i Materials Science and Nanotechnology ved Wright State University i Dayton, Ohio.

I tillegg til å være lett nok til å slippe fra et fly, en klar fordel ved forsyning av vanskelige å nå katastrofesone, viste tester i laboratoriet at en 3,5 cm lang sylinder av Denne sølvbelagte gelen kan suge opp og rense en halv liter vann med bare en klemme.

AnnonsenAdvertisement

Gelen, som kan leveres i lommestørrelseskasse, kan også gjenbrukes mer enn 20 ganger uten å miste sin bakteriedrepende kraft. Dessuten anslår forskerne at en personlig størrelse gel kan bli laget for mindre enn 50 cent.

Overvinne hindringer for å rense vann

Under en naturkatastrofe kan oversvømmelse dumpe menneskelig kloakk og husdyravfall til vannforsyningen. Disse avfallene er fylt med bakterier som Escherichia coli som kan forårsake diaré, magesmerter og feber. I mer alvorlige tilfeller kan bakteriell infeksjon føre til dehydrering eller nyresvikt.

For å se om gelene kunne virke på forurenset flomvann, testet forskerne det nye materialet på vannlatt med to typer potensielt skadelige bakterier - E. coli og Bacillus subtilis. Etter 15 sekunder ble bakterienivåene redusert til 0.1 prosent av den opprinnelige prøven. Dette falt til en millionste når ventetiden ble økt til fem minutter.

En annen utfordring var å holde sølv nanopartikler festet til gelen. I noen forbrukerprodukter leker nanopartikler ut av materialet og kan inntas av mennesker, med ukjente helseeffekter. En 2013 PLoS ONE studie viste at små biter av sølv fra disse produktene også kan påvirke miljøet negativt.

I det nye materialet holder sølv nanopartikler seg fastere fast i gelen, og holder dem trygt ut av drikkevannet. "Deres enheter viste svært lite tap-akseptabelt WHO [Verdens helseorganisasjon] mengde sølvinnhold i det behandlede vannet av sølv selv etter langvarig bruk," sier Karumuri.

Selv om gelen virket bra i laboratoriet, må den fortsatt testes i større grad for å sikre at den kan drepe slags patogener, bakterier, virus og parasitter som vanligvis forurenser vannkilder under naturkatastrofer. Forskningsgruppen planlegger allerede en felttest i Myanmar.

AnnonseAdvertisement

Andre måter å rense forurenset vann på

Denne nye gelen er ikke det eneste produktet som er utviklet for å desinfisere vann med sølv nanopartikler. Karumuri og kollegaer ved Wright State University brukte en lignende metode for å dyrke sølvnanopartikler på et skumliknende materiale av porøse karbonstrukturer. "Disse skumene er lettere og relativt sterkere," sier Karumuri. De tillater også varme og elektrisitet til å bli tilsatt, noe som forbedrer den antibiotiske effekten av sølvpartiklene.

Deres forskning presenteres i en 2013-artikkel i tidsskriftet Materials Letters.

Det kan ta litt tid før noen av disse sølvdrevne vannbehandlingene er tilgjengelige for bruk etter en katastrofe. Inntil de er klare, er det viktig å spille det trygt når det gjelder drikkevann.

Annonse

I tillegg til å kaste opp på flaskevann før en nødsituasjon, antyder sentrene for sykdomskontroll og forebygging at folk bruker en av disse dokumenterte metoder for å desinfisere drikkevann:

Kok vannet i minst en minutt (tre på høyere høyder).
Legg et desinfeksjonsmiddel som klorblekemiddel, jod eller klordioksid tabletter.
Filter vannet med et sertifisert vannfilter.