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Jan 12, 2024

햇빛

맑은 물병을 햇빛에 놔두면 자외선이

맑은 물병을 햇빛 아래에 놔두면 자외선이 그 물 속의 유해한 미생물을 모두 죽여 마실 수 있게 됩니다. 하지만 적어도 6시간 동안 햇빛에 두어야 합니다. 그러나 새로운 햇빛 활성화 분말은 단 1분 만에 작업을 수행합니다.

스탠포드 대학과 SLAC 국립 가속기 연구소(SLAC National Accelerator Laboratory)의 과학자들이 개발한 이 분말은 산화알루미늄, 황화몰리브덴, 구리 및 산화철의 나노플레이크로 구성됩니다. 이들 물질은 모두 쉽게 구할 수 있고 가격도 저렴하며 상대적으로 많은 양의 물을 처리하는 데 소량의 분말만 필요합니다.

사용자는 병이나 기타 투명한 용기에 담긴 오염된 물에 일부 분말을 저은 후 직사광선에 노출시키는 것으로 시작합니다.

황화몰리브덴과 구리는 빛에서 광자를 흡수한 다음 광자가 전자를 방출할 수 있도록 하는 반도체/금속 접합부 역할을 합니다. 그런 다음 전자는 물과 자유롭게 반응하여 과산화수소와 수산화 라디칼을 생성하여 보호 외막을 파열시켜 박테리아를 죽입니다.

정화 과정이 완료되면 남은 과산화수소와 수산기 라디칼이 빠르게 물과 산소로 분해되어 물을 안전하게 마실 수 있습니다. 그리고 산화철 함량으로 인해 나노플레이크는 물 속에서 자석을 휘저어 재사용을 위해 회수될 수 있습니다.

기술 테스트에서 밀리리터당 약 백만 개의 대장균 박테리아로 오염된 실온의 200ml(6.8oz) 비커에 소량의 분말을 첨가했습니다. 물을 자연광에 60초 동안 방치한 후에는 살아있는 박테리아가 검출되지 않았습니다. 게다가 이 파우더는 30번 더 치료에 재사용할 수 있었습니다.

궁극적으로는 정수 인프라가 부족한 빈곤 지역이나, 하천이나 호수에서 물을 모으는 배낭여행객 등에게 이 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 이 분말은 현재 인공 자외선을 사용하여 박테리아를 죽이는 수처리 공장에서도 사용될 수 있습니다.

“낮 동안 식물은 가시광선을 사용할 수 있는데, 이는 UV보다 훨씬 빠르게 작동하고 아마도 에너지를 절약할 것입니다.”라고 연구 논문의 수석 저자인 스탠포드 교수 Yi Cui가 말했습니다. "나노플레이크는 만들기가 매우 쉽고 톤 단위로 빠르게 확장될 수 있습니다."

이 논문은 최근 Nature Water 저널에 게재되었습니다.

출처: 스탠포드 대학교