Wprowadzenie przełomowej technologii oczyszczania wody, wykorzystującej wyłącznie energię słoneczną, może zrewolucjonizować dostęp do bezpiecznej wody pitnej na całym świecie. Naukowcy z chińskiego Uniwersytetu Sun Yat-sena ogłosili niedawno opracowanie innowacyjnej, cienkiej, samopływającej membrany fotokatalitycznej. Szczegóły tego odkrycia zostały opisane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature Water. Ta nowatorska folia ma zdolność do efektywnego usuwania zanieczyszczeń i patogenów, wykorzystując jedynie światło słoneczne jako źródło zasilania.
Sercem tej zaawansowanej technologii jest polimerowy fotokatalizator o nazwie Cz-AQ. Jego unikalna struktura pozwala na generowanie specyficznych cząsteczek reaktywnych, znanych jako rodniki organiczne centrowane na tlenie (OCORs). Kluczową zaletą tych rodników jest ich znacząco wydłużony czas życia w porównaniu do standardowych reaktywnych form tlenu, które są zazwyczaj wykorzystywane w procesach dezynfekcji. Dzięki tej stabilności, OCORs wykazują znacznie większą skuteczność w zwalczaniu szerokiego spektrum zanieczyszczeń organicznych oraz niebezpiecznych mikroorganizmów obecnych w wodzie.
Wyniki testów laboratoryjnych były wyjątkowo obiecujące i potwierdziły wysoką wydajność nowego materiału. W symulowanych warunkach, folia z powodzeniem zneutralizowała ponad 99,995% bakterii, co odpowiada redukcji na poziomie przekraczającym 4,3 jednostki logarytmiczne. Testy przeprowadzono na powszechnie występujących patogenach, takich jak E. coli oraz Staphylococcus aureus. Co istotne, osiągnięcie tak wysokiego stopnia dezynfekcji zajęło zaledwie 40 minut w objętości 10 litrów silnie zanieczyszczonej wody. Naukowcy podkreślają, że proces ten zachodził efektywnie nawet przy stosunkowo słabym oświetleniu słonecznym.
Trwałość i stabilność systemu Cz-AQ również zasługuje na uwagę. Badania wykazały, że membrana zachowała swoją pierwotną, wysoką skuteczność nawet po przejściu ponad 50 cykli oczyszczania. Ta odporność na degradację jest kluczowa dla potencjalnego zastosowania komercyjnego. Badacze z Uniwersytetu Sun Yat-sena widzą największy potencjał tej technologii w regionach dotkniętych klęskami żywiołowymi oraz w odległych strefach geograficznych, gdzie budowa tradycyjnej infrastruktury wodociągowej i zapewnienie stałego zasilania elektrycznego stanowią poważne wyzwanie logistyczne.
Zgodnie z szacunkami autorów projektu, pojedyncza jednostka tej fotokatalitycznej folii, działająca w optymalnych warunkach nasłonecznienia, mogłaby zaspokoić dzienne zapotrzebowanie na bezpieczną wodę pitną dla 4 do 5 dorosłych osób. Jest to znacząca perspektywa dla poprawy warunków sanitarnych i dostępu do wody w krajach rozwijających się, gdzie braki w zaopatrzeniu są krytyczne.
Mimo iż dotychczasowe rezultaty, uzyskane w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, są niezwykle zachęcające, technologia wymaga dalszych, rygorystycznych testów. Kolejne etapy prac badawczych będą koncentrować się na weryfikacji działania folii w warunkach polowych, ocenie jej długoterminowej wytrzymałości w kontakcie z realnie zanieczyszczoną wodą (zawierającą nie tylko bakterie, ale i złożone związki chemiczne), a także na szczegółowej analizie wykonalności ekonomicznej. Ostatecznym celem jest ustalenie, czy masowa produkcja i wdrożenie tego rozwiązania będą opłacalne na szeroką skalę, umożliwiając jego globalne zastosowanie.