硕士项目学生Jerome Gabathuler持有的净水器原型。致谢:EPFL即使在今天，干净的水仍然是世界上许多人的特权。根据世界卫生组织(世卫组织)，至少有18亿人饮用被粪便污染的水，到2040年，世界上很大一部分人将因饮用水资源不足而承受用水压力。与此同时，根据联合国儿童基金会(UNICEF)的数据，每天约有1800名儿童死于腹泻，原因是不安全的供水导致了霍乱等疾病。因此，当务之急是开发高效且经济的净水方法。这正是由EPFL大学的拉斯洛·福罗领导的科学家团队所完成的，他们开发了一种新的净水过滤器，这种过滤器将二氧化钛(TiO2)纳米线和碳纳米管结合在一起，只靠阳光供电。
科学家们首先表明，二氧化钛纳米线本身可以在阳光下有效地净化水。但是，将纳米线与碳纳米管交织在一起，形成了一种复合材料，通过对水进行巴氏灭菌，增加了一层额外的去污层——杀死细菌和大型病毒等人类病原体。
这个想法是，当紫外光(来自阳光的可见光谱)照射到过滤器上时，它会导致过滤器产生一组称为活性氧(ROS)的分子。这些物质包括过氧化氢(H2O2)、氢氧化物(OH)和氧气(O2-)，是已知的有效病原体杀手。
净水装置的过滤和杀菌过程。左边是一个通常污染饮用水的微生物的例子。病原体被捕获在基于纳米线-碳纳米管复合材料的过滤器的表面。右边是UV光如何在过滤器UV照明表面产生活性氧物种的图示。鸣谢:Horváth等人。研究人员用大肠杆菌测试了他们的设备，大肠杆菌是细菌存活研究的“黄金标准”，但它应该可以用于其他细菌病原体，如空肠弯曲杆菌(发达国家常见的腹泻病原体)、贾第鞭毛虫(一种引起肠道感染贾第鞭毛虫病的微生物)、沙门氏菌、隐孢子虫(引起腹泻性隐孢子虫病)、甲型肝炎病毒和嗜肺军团菌(引起军团病)。该设备特别擅长于从水中去除所有病原体，并且甚至在去除诸如杀虫剂、药物残留、化妆品等微污染物方面也显示出有希望的结果。
“在化学家、物理学家和生物学家的密切合作下，我们开发了一种非常高效的水净化设备，除了阳光之外，它不需要任何能源，”Forró说。“我们的原型甚至可以为偏远地区的少数人群提供清洁的饮用水，并且很容易扩大规模。这是一个伟大的成就，这个项目的一个重要“副产品”是，它吸引了大量有才华、有动力的学生，他们关心环境问题和可持续发展。”
在他们发表在自然伙伴杂志npj Clean Water上的论文中，研究人员展示了过滤器的原型，并提出了进一步改进的建议。该项目的首席科学家Endre Horváth说:“我相信这将在多才多艺的科学界和有希望的资助机构中产生强大的后续效应。”。
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