Κατά τη διάρκεια μιας νέας πανδημίας κοροναϊού, οι άνθρωποι στις ανεπτυγμένες χώρες έχουν πρόσβαση σε άφθονη παροχή καθαρού νερού και πλένουν τα χέρια τους όσο συχνά χρειάζεται για να προστατευτούν από ασθένειες.
Ωστόσο, σχεδόν το ένα τρίτο του παγκόσμιου πληθυσμού δεν έχει καν εγγυημένο καθαρό πόσιμο νερό.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ βρήκαν έναν τρόπο να λύσουν αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως, το οποίο είναι διαθέσιμο σε όλους, για την εξάτμιση και τον καθαρισμό του μολυσμένου νερού με περισσότερο από 100 τοις εκατό απόδοση.
Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature Sustainability, ερευνητές στο εργαστήριο του Chunlei Guo, καθηγητή οπτικής, απέδειξαν πώς μια δέσμη παλμών λέιζερ femtosecond χάραξε την επιφάνεια μιας απλής πλάκας αλουμινίου σε ένα υλικό με υπερ-απορροφητικό και υπερ-ενεργειακό απορροφητικές ιδιότητες.
Πειράματα στο εργαστήριο έδειξαν ότι η μέθοδος μείωσε την παρουσία όλων των κοινών ρύπων όπως απορρυπαντικά, βαφές, ούρα, βαρέα μέταλλα και γλυκερίνη σε ασφαλή επίπεδα για κατανάλωση.
Αυτή η τεχνολογία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε ανεπτυγμένες χώρες για την ανακούφιση της λειψυδρίας σε ξηρές περιοχές και για έργα αφαλάτωσης.
Επιπλέον, αν και το βράσιμο έχει αναγνωριστεί από καιρό ως μέθοδος εξάλειψης μικροβιακών παθογόνων και μείωσης των θανάτων από διαρροϊκές λοιμώξεις. Αλλά το βραστό νερό δεν εξαλείφει τα βαρέα μέταλλα και άλλους ρύπους.
Ωστόσο, ο καθαρισμός του νερού με βάση την ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να μειώσει σημαντικά αυτούς τους ρύπους, επειδή όταν το εξατμισμένο νερό γίνεται αέριο και στη συνέχεια συμπυκνώνεται και συλλέγεται, σχεδόν όλες οι ακαθαρσίες παραμένουν.
Η πιο κοινή μέθοδος εξάτμισης νερού με βάση τον ήλιο είναι η ογκομετρική θέρμανση, κατά την οποία θερμαίνεται μεγάλη ποσότητα νερού, αλλά μόνο το ανώτερο στρώμα μπορεί να εξατμιστεί.
Αυτό είναι σαφώς αναποτελεσματικό, λέει ο Guo, επειδή χρησιμοποιείται μόνο ένα μικρό κλάσμα της ενέργειας θέρμανσης.
Τα ηλιακά πάνελ που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο του Guo αποφεύγουν την αναποτελεσματικότητα των παραδοσιακών ηλιακών μεθόδων εξάτμισης του νερού αντλώντας ένα λεπτό στρώμα νερού από μια δεξαμενή και τοποθετώντας το απευθείας στην επιφάνεια ενός ηλιακού απορροφητή για θέρμανση και εξάτμιση.
«Επιπλέον, επειδή χρησιμοποιούμε μια επιφάνεια με σχισμές, είναι εύκολο να καθαριστεί με ένα σπρέι», λέει ο Guo.
«Το μεγαλύτερο πλεονέκτημα», προσθέτει, «είναι ότι η γωνία των πάνελ μπορεί να ρυθμίζεται συνεχώς ώστε να βλέπει τον ήλιο απευθείας καθώς ανατέλλει και στη συνέχεια να μετακινείται στον ουρανό πριν δύσει ο ήλιος» - για τη μεγιστοποίηση της απορρόφησης ενέργειας.
Το έργο χρηματοδοτήθηκε από το Ίδρυμα Bill and Melinda Gates, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Γραφείο Ερευνών του Στρατού των ΗΠΑ.
