Плавучая капсула для очистки воды без реагентов

08.07.2026

Когда более двух миллиардов человек не имеют доступа к безопасной питьевой воде, особенно остро стоит проблема очистки в удаленных районах, зонах бедствий и во время гуманитарных кризисов. Традиционные методы - кипячение, хлорные таблетки или фильтры - требуют топлива, расходных материалов или регулярного обслуживания. Международная группа ученых предложила принципиально новое решение: компактную автономную капсулу, которая обеззараживает воду без химических реагентов, батарей и подключения к электросети. По предварительным оценкам, себестоимость такого устройства может составить менее 25 долларов.

Перед использованием капсулу достаточно энергично встряхнуть в течение примерно трех секунд. Внутри нее находится небольшой магнит, который при движении проходит сквозь медную катушку и генерирует электрический ток по принципу электромагнитной индукции. Полученной энергии хватает для питания встроенных датчиков и электронной схемы, после чего устройство готово к работе без каких-либо внешних источников питания.

Сначала капсула оценивает качество воды. Она измеряет уровень общего содержания растворенных твердых веществ (TDS), который в основном отражает концентрацию солей и минералов. Если этот показатель не превышает 250 мг/л, вода считается пригодной для дальнейшего обеззараживания. При более высоких значениях устройство подает сигнал предупреждения, поскольку не способно удалять химические загрязнители - мышьяк, пестициды, промышленные токсины и другие опасные соединения. Его задача ограничена уничтожением микроорганизмов.

После успешной проверки начинается процесс обеззараживания. Капсулу просто оставляют плавать на поверхности воды. Движение волн и относительное перемещение воды относительно корпуса устройства генерирует электростатический заряд. Наружная поверхность капсулы покрыта микроскопическими полимерными наностержнями, чьи острые кончики концентрируют электрический заряд в очень малых областях, создавая локальные электрические поля высокой напряженности.

Эти поля воздействуют на клеточные мембраны бактерий и вирусов по принципу электропорации - давно известному в биотехнологии методу, при котором сильное электрическое поле образует поры в мембранах микроорганизмов, приводя к их гибели. В данном случае процесс полностью автономен и не требует внешней энергии после первоначального встряхивания.

В лабораторных условиях капсула успешно уничтожала кишечную палочку (Escherichia coli), бактерию Bacillus subtilis и вирусные суррогаты. Обработка одного литра воды обычно занимала около 20 минут, а для некоторых микроорганизмов - до 25 минут. При работе с реальной речной или озерной водой полное обеззараживание происходило примерно за полчаса, а четыре литра речной воды становились безопасными примерно за 52 минуты. После 120 циклов использования эффективность устройства практически не снижалась, что позволяет одному экземпляру очистить около 480 литров воды.

Разработкой руководил профессор Сан Ву Ким из Университета Ёнсе (Южная Корея) при участии специалистов из Korea Institute of Science and Technology, Университета Бата (Великобритания) и Университета Жэньминь (Китай). Технология, получившая название FDGD (Floating-induced Detection-Guided Disinfection), пока находится на стадии дополнительных испытаний и подготовки к серийному производству.

<< Назад: ДНК древних людей на стенах пещер 08.07.2026

>> Вперед: Спасение доисторических людей от солнечного апокалипсиса 07.07.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Электричество из одежды 31.10.2020 Ученые Швейцарии нашли способ производить электричество с помощью износостойких полимеров, наносимых на одежду. До сих пор солнечные концентраторы существовали только в форм-факторе жестких, воздухонепроницаемых элементов. Это делало их непригодными для использования в структуре текстильных материалов. Но теперь все изменилось. В основе открытия, сделанного швейцарскими учеными, лежат материалы, которые способны использовать для выработки энергии даже рассеянный свет. Эти материалы содержат люминесцентные солнечные концентраторы (LSC), которые улавливают окружающий свет и передают его энергию фотоэлементу, который затем в свою очередь преобразует свет в электрическую энергию. Открытие сделала группа ученых-исследователей под руководством Лучано Бозеля (Luciano Boesel) из Лаборатории биомиметических мембран и текстиля Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (EMPA). Именно они нашли способ включить эти люминесцентные материалы в полимерную ткань, обладающую гибкостью и воздухопроницаемостью. Этот новый материал основан на свойствах линейных и сверхразветвленных амфифильных блок-сополимеров, которые уже представлены на рынке в виде контактных линз из кремния-гидрогеля. С помощью коллег, специализирующихся в области фото-энергетики и волокон, команда Лучано Бозеля смогла превратить его в гибкий солнечный концентратор. Амфифильность (иначе дифильность) - это свойство молекул веществ, как правило, органических, обладающих одновременно гидрофильными и гидрофобными свойствами, то есть при определенных условиях они пропускают воду, а при определенных отталкивают. Новый солнечный концентратор можно применять для создания текстильных волокон, при этом текстиль не станет хрупким и не будет подвержен растрескиванию или накоплению водяного пара в виде пота. Концентраторы солнечной энергии, носящиеся на теле, предлагают нам огромные перспективы и преимущества в условиях постоянно растущего спроса на мобильные источники энергии для портативных гаджетов и устройств.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026