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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Ядерные реакторы SMR для ЦОД мощностью более 1 ГВт 21.09.2024 Компания Oracle делает очередной шаг в сторону ядерной энергетики, планируя использовать небольшие модульные реакторы (SMR) для питания своих центров обработки данных (ЦОД), в том числе мощностью более 1 гигаватта. Этот проект является частью стратегии компании по расширению инфраструктуры для поддержки искусственного интеллекта и облачных технологий. Во время последнего финансового отчета Ларри Эллисон, глава и технический директор Oracle, сообщил о намерении компании построить три небольших ядерных реактора для обеспечения электроснабжения ЦОД. Эти реакторы представляют собой миниатюрные версии обычных ядерных установок, которые отличаются высокой экономичностью и меньшими затратами на сопутствующую инфраструктуру. SMR обещают стать менее затратными в эксплуатации и способны производить десятки, а в некоторых случаях - сотни мегаватт электроэнергии. Планы Oracle включают развертывание центров обработки данных огромной мощности. На данный момент компания управляет 162 облачными центрами по всему миру. Ведущие из этих ЦОД уже достигают мощностей до 800 мегаватт, поддерживая работу огромных кластеров графических процессоров (GPU) от NVIDIA, которые необходимы для обучения и поддержки моделей искусственного интеллекта. В будущем Oracle намерена строить еще более мощные объекты - свыше 1 гигаватта. Однако технология SMR пока не прошла проверку временем и не вступила в широкую эксплуатацию. Хотя пилотные проекты показали перспективы, ни один реактор такого типа еще не запущен в коммерческую эксплуатацию. Критики технологии утверждают, что SMR остаются дорогими, медленными в разработке и имеют высокие риски, что может затруднить их широкое применение в энергетической отрасли. В частности, американский Институт экономики энергетики и финансового анализа в 2023 году заявил, что SMR пока не готовы к масштабному внедрению. Тем не менее, интерес к ядерной энергетике, включая технологии SMR, не угасает. Крупные технологические компании видят в них перспективы как надежного источника энергии для своих дата-центров. Например, Amazon уже инвестировала $650 миллионов в центр обработки данных Cumulus, находящийся рядом с АЭС Susquehanna мощностью 2,5 ГВт, что обеспечило облачному гиганту доступ к 960 мегаваттам мощности. Microsoft также активно изучает потенциал ядерных технологий. Компания наняла экспертов для мониторинга и анализа развития технологий SMR, рассматривая их как вариант для обеспечения устойчивого энергоснабжения своих объектов. Планы Oracle по созданию гигаваттных центров обработки данных и применению SMR не предполагают быстрого исполнения. По словам руководства компании, полноценное внедрение этих решений ожидается не раньше начала 2030-х годов. Однако это может стать важным шагом в развитии новых технологий, которые помогут решить проблему энергоемкости в эпоху искусственного интеллекта и больших данных. Несмотря на все сложности, SMR остаются перспективной технологией, которая может изменить подход к энергообеспечению в ИТ-индустрии. Их использование в центрах обработки данных может стать новым стандартом для устойчивого развития облачных технологий, а также поможет снизить углеродный след крупных технологических компаний.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026