Адамға су қажет. Кейде көп мөлшерде. Ауыз су жалпы өмір сүруге керек және ол денсаулық үшін аса маңызды.
Сонымен қатар БҰҰ-ның деректері бойынша жер шарының жартысына жуығы су тапшылығынан зардап шегуде. Сарапшылардың айтуынша, жер бетінде 780 миллионнан астам адам таза ауыз суға қол жеткізе алмай отыр, ал 1,7 миллиард адам тұщы суға зәру. Жыл сайын таза судың жоқтығынан және антисанитариялық жағдайлардың кесірінен мыңдаған адам көз жұмады. Олардың көбі – балалар.
Ауыз судың денсаулық үшін маңызды екені сөзсіз, алайда суды дезинфекциялаудың дәстүрлі әдістері көп уақытта экологиялық проблемалар тудырып жатады. Мысалы, хлор – арзан әрі қоғамдық су жүйелерінде пайдалану оңай, алайда өндірісте қауіпті және апат кезінде өлімге әкелуі мүмкін.
Суды зарядтау
Джорджия технологиялық институтының зерттеушілері суды дезинфекциялау үшін электр қуатының аз мөлшерін пайдалану әдісін тапты. Технология арзан, қауіпсіз, қоршаған ортаға әсері жоқ, электр желісіне біріктірілуі немесе батареямен жұмыс істеуі мүмкін.
Кәдімгі электр өрісімен өңдеу (CEFT) тағамдарды пастерлеу үшін қолданылады, бірақ ол қымбат болғандықтан ауыз суды дезинфекциялау үшін пайдаланылмайды.
Мәселе мынада: су мен бактериялар электр қуатының әсеріне ұшыраған кезде бактериялардың жасушалық мембранасы тізбектегі конденсатор қызметін атқарады. Әдетте, судың төмен өткізгіштігіне байланысты электр өрісімен өңдеу кезінде қысқа мерзімді импульстар мембрананы бактерияларды өлтіретіндей жылдамдықта зарядтамайды.
Американдық ғалымдар электр энергиясын тікелей бактерияларға жеткізетін жергілікті күшейтілген электр өрісін (LEEFT) жасады. Электродтардың алтын наноұштары бар, олар электр қуатына қосыла салысымен бірден концентрацияланған зарядтар пайда болады, бұл олардың мембранаға қарай жылжуына және бактерияларды тезірек өлтіруіне мүмкіндік береді.
Микробтарға арналған «электрлі орындық»
Технологияны тексеру үшін мамандар электродтың шетінде алтын наносыналары бар арнайы чип жасап, оған су жүйелерінде жиі кездесетін Staphylococcus бактерияларын қосты. Содан кейін олар электрлік импульстарды іске қосып, микроскоп арқылы нақты уақыт режимінде бактериялардың реакциясын бақылады.
200 наносекунд ішінде бір сантиметрге 40 киловольт электр қуатын беру кезінде наносыналардың 95%-ы барлық бактерияларды сәтті өлтірді. Кәдімгі электр өрісін өңдеумен салыстырғанда, LEEFT қолданылатын электр өрісінің кернеуін сегіз есе азайтады және дезинфекция уақытын миллион есе қысқартады.
Ғалымдардың айтуынша, тек наносекундтық импульстар арқылы бактериялардың осылайша тез арада жойылуы күтпеген жағдай болды. Теориялық тұрғыдан алғанда, мұндай импульстар әдеттегі электр өрісімен өңдеу кезінде бактерияларды өлтіру үшін тым қысқа, ал мембрананы зарядтауға уақыт қажет. Бірақ наносыналар мен LEEFT жасушаларының құрылымдарымен бактериялар тікелей металл арқылы зарядталып, суды тез дезинфекциялай алады.
Бактериялардың көзді ашып жұмғанша жойылуы суды дезинфекциялауға қажетті электр энергиясының мөлшерін азайтады, сол себепті бұл ең қолжетімді әдіс болып табылады. Болашақта мұндай технология кеңінен таралуы әбден мүмкін, ал оның арқасында таза су өндірісі қоршаған ортаға аз зиян келтіруі мүмкін.
