“令人震惊”水消毒方法减少环境影响

对公共卫生安全的饮用水是至关重要的,但传统的消毒方法导致自己的环境问题。氯是廉价和易于使用的集中供水系统,但以牺牲有害的化学副产品。

佐治亚理工学院的研究人员已经找到一种方法使用小型冲击电消毒的水,减少能源消耗,成本和环境影响。这项技术将会被整合到电网,甚至由电池供电。

“这是一个相当新的消毒技术,首先我们想要证明在小范围,然后改善其实际应用为接入点或离网水净化,”说兴谢卡尔顿·s·怀尔德助理教授土木与环境工程学院。

谢和他的博士后研究员Ting王发表了这篇论文,“纳秒细菌失活在本地实现了增强电场治疗,“在自然水1月。

本地化的电力

虽然传统电场治疗(CEFT)申请食品巴氏灭菌,还没有广泛用于饮用水消毒,因为成本相对较高。当水和细菌暴露于电力、细菌细胞膜就像一个电容器在电路。通常,在CEFT,水的低导电率意味着纳秒脉冲不会杀死细菌的膜足够快。

研究人员创建了一个局部增强电场(LEEFT),直接把电细菌。电极黄金纳米尖端,建立集中的指控时立即连接到电力,使指控前往薄膜杀死细菌快得多。

“这超高速细菌失活只是用纳秒脉冲是一个意外,因为从理论上讲,纳秒脉冲太短杀死细菌在传统电场治疗,因为膜需要时间,”王说。“但LEEFT nanowedges和纳米结构,细菌细胞可以直接起诉nanometal,快速消毒水。”

电气创新

测试技术,他们伪造黄金nanowedges电极边缘的一个筹码。然后他们加入了模型细菌葡萄球菌芯片,一种常用的细菌在实验室和经常在水系统中被发现。接下来,他们应用电脉冲,观察细菌在显微镜下实时反应。

当电力应用于40千伏每厘米200纳秒,95%的nanowedges成功杀死了细菌。相比传统的EFT LEEFT降低应用的磁场强度由8倍,缩短了治疗时间100万倍。

“我们发现,甚至在LEEFT纳秒脉冲可以杀死细菌而不是其他情形,”王说。这近乎即时去污减少了多少电需要消毒的水,使这一个负担得起的卫生条件选择和指向未来的生产清洁的水可能需要更少的对环境造成损害。

参考:王T,谢x纳秒细菌失活在本地实现了增强电场治疗。Nat水。2023;1 (1):104 - 112。doi:10.1038 / s44221 - 022 - 00003 - 2

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