Door het katoen in een high tech brouwsel van zilveren nanodraadje en koolstoffen nanobuizen te dippen, verkrijgt men deze enorm snel werkende en goedkope filter om water te zuiveren. Bij deze filtermethode wordt de bacteriën niet fysisch vast gehouden maar in eerste instantie gaan ze gewoon door het filtermateriaal. Maar tegen dat deze bacteriën door de filter gepasseerd zijn, zijn deze allang gedood door het elektrische veld afkomstig van de elektrische stroom die door de 'nano-coated' katoen stroomt. Uit de resultaten van de testen in het lab zagen de onderzoekers dat 98% van Esherichoa Coli bacteriën die bloot werden gesteld aan de 20 Volt elektrische spanning voor een aantal seconden gedood waren. Esherichoa Coli is één van de meest voorkomende bacteriën en wordt vaak gebruikt als model voor bacteriën in het algemeen. Tijdens de testen werden er wel meerdere lagen van het nano-coated katoen gebruikt om een filter te maken van 6,5 centimeter dik. Dit bewijst dat deze methode in staat is om bacteriën op een efficiënte manier te doden. En deze kan dit doen zonder dat er chemicaliën nodig zijn. Cholera, tyfus en hepatitis zijn maar enkele van de ziektes die ontstaan in water en zijn een blijvend probleem in ontwikkelingslanden. Deze nieuwe filter is in staat om het water te zuiveren van een klein dorpje zodat de mensen beschermd zijn tegen deze ziektes.
Filters die de bacteriën via een fysische val uit het water halen bevatten poriën die voldoende klein zijn zodat d bacteriën er niet door kunnen. Maar deze kleine poriën zorgen er wel voor dat het water er maar traag door kan stromen. Deze nieuwe filter heeft veel grotere poriën omdat het hier niet nodig is om de bacteriën tegen te houden. Hierdoor kan het water er veel sneller door stromen. Uit de testen bleek dat deze filter tot 80.000 maal sneller water kan filteren dan dat de conventionele filters dat kunnen. Ook wordt er hiermee nog een ander probleem uit de weg geholpen , namelijk dat deze filter niet verstopt geraakt na langdurig gebruikt. Dit is wel een probleem bij de conventionele filters omdat al de bacteriën aan de ene kant in de poriën blijven steken omdat ze te groot zijn. Maar bij deze nieuwe filter worden de bacteriën gedood en worden ze meegevoerd met het water.
Het was al heel lang bekend dat zilver de chemische eigenschappen bevat waarmee bacteriën gedood kunnen worden. Daarom werd er soms, nog voor steriliseren en koelkasten bestonden, een zilveren muntstuk in een glas melk gedaan zodat de bacteriën gedood zouden worden. En heel soms werd het muntstuk zelfs ingeslikt. Koolstoffen nanobuizen zijn eigenlijk opgerolde lagen grafiet en dus zijn binnenin hol. Deze geleiden uitstekend elektriciteit. De onderzoekers zagen dat, door deze materialen te combineren, ze een zeer effectieve filter zouden verkrijgen.
Maar tijdens de ontwikkeling was het steeds belangrijk dat de filter zo goedkoop mogelijk bleef. De hoeveelheid zilver die gebruikt wordt in de zilveren nanodraadjes is zodanig klein dat deze eigenlijk te verwaarlozen is. Daarnaast was er ook een materiaal nodig waarop deze twee (koostoffen nanobuizen en de zilveren nanodraadjes) aangebracht worden nodig. En deze mag ook geen al te grote kostprijs hebben. Daarom hebben ze gekozen voor gewoon geweven katoenen stof. En dit zijn ze gaan kopen in de doe-het-zelf zaak. Om het katoen te bedekken met de coatings, werd het stuk stof eerst in een oplossing van de koolstoffen nanobuizen onder gedompeld. Daarna lieten ze het drogen voordat het in een oplossing van de zilveren nanodraadjes ondergedompeld werd. En eenmaal het volledig opgedroogd is, heeft met een waterfilter. Om het proces nog eenvoudiger te maken hebben ze een oplossing gemaakt die zowel de koolstoffen nanobuizen en de zilveren nanodraadjes bevat gemaakt, daarin een stof ondergedompeld. En deze filter werkt even goed als de vorige.
Een groot voordeel van deze nano-materialen is dat, doordat ze zo klein zijn, ze vrij gemakkelijk aan de vezels van het katoen blijven plakken. En doordat ze zo gemakkelijk blijven plakken op het katoen, verkrijgt men een glad, continue laag van het materiaal op het katoen. Elektronen kunnen zich heel gemakkelijk door deze continue laag verplaatsen en dus heeft deze een kleine elektrische weerstand. Dit zorgt ervoor dat er weinig elektrische energie nodig is bij het filteren. De elektrische stroom die helpt bij het doden van de bacteriën, is slechts een paar milliampères groot. De elektriciteit kan heel eenvoudig geleverd worden door een klein zonnepaneel of een 12 Volt batterij als die in uw wagen. De energie die verbruikt wordt kan evengoed geleverd wordt door de dynamo van een stationaire fiets of door een met de hand aangedreven generator. Dit laag energie verbruikt is ook een groot voordeel ten opzichte van de conventionele filter methodes. Want daarvoor zijn er pompen nodig die het water door de kleine poriën duwt. Dergelijke pompen verbruiken heel wat energie in vergelijking met deze nieuwe filters. Uit de testen in het lab bleek dat er slechts één vijfde van de energie nodig is, een evenveel water te filteren met deze nieuwe filter, als dat er verbruikt wordt door de een filtratie pomp. De poriën van deze nieuwe filter zijn voldoende groot dat er geen pomp nodig is, de zwaartekracht is sterk genoeg om het water er door te laten stromen. Ook wordt 'fouling' - de aangroei van een laag van bacteriën op de filter - tegen gegaan door het gebruik van zilver die de bacteriën dood.
De volgende stap in het onderzoek is het testen van deze filter met andere soorten bacteriën en om testen te gaan uitvoeren met meerdere opeenvolgende filters. Dit is nodig omdat deze ene filter 98% van de bacteriën, maar die laatste 2% moet ook nog uit het water gehaald worden want niemand wil ook maar één bacterie in zijn drinkwater.
Voor meer info, klik hier.
via [news.stanford]
Geen opmerkingen:
Een reactie posten
Klik rechts onder het commentaar-kader op "Aanmelden via e-mail" indien u via mail op de hoogte wilt blijven van de nieuwe reacties op deze post.