Нано-фильтр + электричество – дешевый способ очистки питьевой воды
Всем известно, что вода – основа жизни на земле. Меж тем, согласно статистике, на данный момент почти миллиард людей (из шести миллиардов населения Земли) не имеют доступа к чистой и безопасной питьевой воде.
Решение проблемы, как обычно, упирается в деньги. На этом фоне особо оптимистично звучат сообщения ученых о разработке и успешном начальном испытании новой дешевой технологии фильтрации, позволяющей убивать до 98 процентов болезнетворных бактерий в воде за считанные секунды без засорения фильтра.
Доклад под названием «Быстрая стерилизация воды с помощью одномерных наноструктур» («High Speed Water Sterilization Using One-Dimensional Nanostructures») был представлен в августе 20010го года в Nano Letters, ежемесячном журнале Американского химического общества. Принцип работы большинства очистителей воды и заключается в захвате бактерий крошечными порами фильтрующего материала. Чем же плох этот метод, и почему ему стали искать замену?
Yi Cui и его коллеги поясняют, что удаление из воды бактерий и других организмов является чрезвычайно важным процессом не только с точки зрения санитарии и обеспечения безопасности питьевой воды, но также и для промышленности. Причиной тому – отложение в порах материала погибших микроорганизмов или продуктов их жизнедеятельности, приводящее к забиванию фильтра и, следовательно, необходимости его частой замены. Кроме того, вода пропускается через такие фильтры под давлением, создаваемым электронасосом, что также требует немалых затрат энергии. Новый материал принципиально отличается от прочих тем, что позволяет воде свободно протекать через относительно большие поры. При этом фильтр обеспечивает не просто захват и удерживание микроорганизмов, а полное их уничтожение.
Ученые знали, что присутствие в воде серебра или проведение через нее электричества способно убивать болезнетворные бактерии. Они решили объединить оба подхода – вплести в хлопчатобумажную ткань серебряные проволочки диаметром 40-100 нм, а затем добавить к этой конструкции покрытие из углеродных нанотрубок, что придало фильтру дополнительную электропроводность. 
Испытания материала на примере воды, зараженной кишечной палочкой, показали, что пропущенный через ткань с серебром электрический ток приводит к гибели более 98 процентов бактерий.
Фильтрующий материал никогда не засоряется, свободно пропуская воду с приличной скоростью без каких-либо насосов, просто под действием силы тяжести. Производительность такого самотечного устройства достигает 100000 л/(ч•м2). Время, за которое можно деактивировать эти 98% бактерий – несколько секунд. Толщина фильтра, использованного в эксперименте – около 6,5 см. Таким образом, большая площадь поверхности устройства в сочетании с высокой концентрацией электрического поля вблизи контактов серебряных нанопроволок дает возможность весьма эффективной деактивации бактерий. По словам ученых, такая технология может существенно снизить затраты, связанные с использованием широкого спектра технологий фильтрации для обеззараживания воды, а также пищи, воздуха и фармацевтических препаратов, в которых необходимость в частой замене фильтров является серьезной и зачастую финансово неподъемной проблемой.
бактерии, вода, нано