lepestriny (lepestriny) wrote,
lepestriny
lepestriny

Categories:

Если это реально работает, то изобретение гениальное!



Нужен фильтр для воды? Очистит ветвь дерева.
Группа MIT показывает ткань ксилемы в заболони может фильтровать бактерии из загрязненной воды.
Дженнифер Чу, Управление новостей Массачусетского технологического института


Если у вас закончилась питьевая вода во время прогулки на берегу озера, есть простое решение: отломите ветку от ближайшей сосны, очистите кору и медленно пропустите воду из водоема через палочку. Импровизированный фильтр должен задерживать любые бактерии, производя свежую, незагрязненную воду.

На самом деле команда MIT обнаружила, что эта низкотехнологичная система фильтрации может производить до четырех литров питьевой воды в день - достаточно, чтобы утолить жажду типичного человека.

В статье, опубликованной на этой неделе в журнале PLoS ONE , исследователи показывают, что небольшая часть заболони может отфильтровывать более 99 процентов бактерий E. coli из воды. Они говорят, что размер пор в заболони, которая содержит ткань ксилемы, развитую для транспортировки сока по длине дерева, также позволяет пропускать воду, блокируя большинство типов бактерий.

Соавтор Рохит Карник, адъюнкт-профессор машиностроения в Массачусетском технологическом институте, говорит, что заболонь - это многообещающий, недорогой и эффективный материал для фильтрации воды, особенно для сельских общин, где более совершенные системы фильтрации недоступны.
«Сегодняшние фильтрующие мембраны имеют наноразмерные поры, которые не могут быть изготовлены в гараже очень легко», - говорит Карник. «Идея здесь в том, что нам не нужно изготавливать мембрану, потому что она легко доступна. Вы можете просто взять кусок дерева и сделать из него фильтр.
Соавторами статьи являются Майкл Бутилье и Чонгхо Ли из Массачусетского технологического института, Валери Чемберс из Академии Флетчер-Мейнард в Кембридже, Массачусетс, и Варша Венкатеш из Высшей школы Иерихона в Иерихоне, Нью-Йорк

Сегодня на рынке существует ряд технологий очистки воды, хотя многие из них имеют недостатки: системы, которые полагаются на обработку хлором, хорошо работают в больших масштабах, но дороги. Кипящая вода для удаления загрязняющих веществ требует большого количества топлива для нагрева воды. Мембранные фильтры, способные удалять микробы, являются дорогостоящими, требуют насоса и могут легко забиваться.
Заболонь может предложить недорогую, мелкомасштабную альтернативу. Древесина состоит из ксилемы, пористой ткани, которая проводит сок от корней дерева до своей короны через систему сосудов и поры. Каждая стенка сосуда покрыта крошечными порами, называемыми ямными мембранами, через которые сок может по существу фильтроваться, вытекая из одного сосуда в другой, когда он питает структуры вдоль ветви дерева. Поры также ограничивают кавитацию, процесс, с помощью которого пузырьки воздуха могут расти и распространяться в ксилеме, в конечном итоге убивая дерево. Крошечные поры ксилемы могут улавливать пузырьки, не позволяя им распространяться в лесу.
«Растениям приходилось выяснять, как отфильтровывать пузырьки, но допускать легкий поток сока», - замечает Карник. «Это та же проблема с фильтрацией воды, где мы хотим отфильтровывать микробы, но поддерживать высокий расход. Поэтому неплохое совпадение, что проблемы схожи ».

Для изучения водоотталкивающего потенциала заболони исследователи собрали ветви белой сосны и отделили внешнюю кору. Они разрезают небольшие части заболони размером около дюйма в длину и полдюйма в ширину и устанавливают каждый в пластиковую трубку, герметизируют эпоксидной смолой и закрепляют зажимами.
Перед экспериментом с загрязненной водой в группе использовалась вода, смешанная с красными чернилами размером от 70 до 500 нанометров. После того, как жидкость прошла, исследователи нарезали заболонь пополам и заметили, что большая часть красного красителя содержалась в самых верхних слоях древесины, тогда как фильтрат или фильтрованная вода были прозрачными. Этот эксперимент показал, что заболонь естественно способна фильтровать частицы размером более 70 нанометров.
Однако в другом эксперименте команда обнаружила, что заболонь неспособна отделить 20-нанометровые частицы от воды, что указывает на то, что существует ограничение на размер частиц хвойной заболони.

Наконец, команда пропустила зараженную бактериями E. coli воду через древесный фильтр. Когда они исследовали ксилему под флуоресцентным микроскопом, они увидели, что бактерии накапливались вокруг ямных мембран в первых нескольких миллиметрах древесины. Подсчитав бактериальные клетки в отфильтрованной воде, исследователи обнаружили, что заболонь смогла отфильтровывать более 99 процентов кишечной палочки из воды.
Карник говорит, что заболонь может фильтровать большинство типов бактерий, наименьшая из которых составляет около 200 нанометров. Однако фильтр, вероятно, не может уловить большинство вирусов, размер которых намного меньше.
Карник говорит, что его группа теперь планирует оценить фильтрующий потенциал других видов заболони. В общем, лиственные деревья имеют меньшие поры, чем хвойные деревья, что говорит о том, что они могут отфильтровывать еще более мелкие частицы. Однако сосуды в цветущих деревьях имеют тенденцию быть намного длиннее, что может быть менее практичным при проектировании компактного фильтра для воды.
Дизайнеры, заинтересованные в использовании заболони в качестве фильтрующего материала, также должны будут найти способы сохранить влагу в дереве или высушить ее, сохранив при этом функцию ксилемы. В других экспериментах с высушенной заболонкой Карник обнаружил, что вода либо не текла через скважину, либо протекала через трещины, но не отфильтровывала загрязняющие вещества.
«Между растениями существует огромная разница, - говорит Карник. «Там могут быть гораздо лучшие растения, подходящие для этого процесса. В идеале, фильтр будет тонким куском дерева, который вы можете использовать в течение нескольких дней, затем выбросьте его и замените практически без затрат. Это на порядок дешевле современных мембран на современном рынке ».
Хотя поры в заболони слишком велики, чтобы отфильтровать соли, Саурья Пракаш, доцент механического машиностроения в Университете штата Огайо, говорит, что дизайн может быть полезен в некоторых частях мира, где люди собирают поверхностные воды, которые могут быть загрязнены пылью из частиц разлагающейся растительной и животной материи. Большая часть этого детрита, по словам Пракаша, может быть легко отфильтрована по этим приспособлением.
«Ксилетная ткань действует как естественный фильтр, подобный искусственной мембране», - говорит Пракаш, который не участвовал в исследовании. «Исследование, проведенное группой Karnik, показывает, что использование обильных, естественно встречающихся материалов может проложить путь для нового поколения фильтров для воды, которые потенциально достаточно дешевы, чтобы быть одноразовыми».
Это исследование было поддержано фондом Джеймса Х. Ферри-младшего для инноваций в области научного образования.

http://news.mit.edu/2014/need-a-water-filter-peel-a-tree-branch-0226

Презентация
Karnik: Low Cost Water Filter Using Sapwood Xylem


Чуввак проверил - работает.
Survival Water Filter from Wood - (How) Does it Work?
Tags: выживание, полезные ссылки
Subscribe

  • Сезонный салат из капусты

    Напоминает классический "провансаль", но вкуснее. Понадобятся: 1. Капуста - 1\4 небольшого вилка; 2. Перец сладкий - 1 шт. ; 3. Лук (салатный,…

  • Салат из моркови и творога.

    Витаминный пикантный салатик - гарнир. К рису, макаронам, картошке и для бутербродов. Можно использовать терку - результат будет ближе именно к…

  • Не спорю.

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 20 comments

  • Сезонный салат из капусты

    Напоминает классический "провансаль", но вкуснее. Понадобятся: 1. Капуста - 1\4 небольшого вилка; 2. Перец сладкий - 1 шт. ; 3. Лук (салатный,…

  • Салат из моркови и творога.

    Витаминный пикантный салатик - гарнир. К рису, макаронам, картошке и для бутербродов. Можно использовать терку - результат будет ближе именно к…

  • Не спорю.