Australske forskere har udviklet en porøs nano-svamp, som kan lave brak- og saltvand om til drikkevand på kun 30 minutter. Når svampen skal genanvendes, lægger man den blot i Solen, hvor den renser sig selv.
Svampen er et såkaldt 'metal organic framework' (MOF), et netværk af millioner af mikroskopiske hulrum, som er i stand til at filtrere salt og andre partikler fra vand og lade det rensede drikkevand passere igennem.
Fintmasket net opsnapper salt-ioner
Kort fortalt er et MOF et materiale, som består af metal-ioner, der er forbundet af organiske molekyler som fx syre. Tilsammen danner de en tæt, men enormt porøs struktur.
Modsat andre porøse materialer er porerne i et MOF regelmæssigt fordelt med afstande, som forskerne selv kan justere, når de danner materialet. Den fint hullede struktur giver materialet et ekstremt stort overfladeareal. Faktisk har en enkelt teskefuld af et MOF et overfladareal, som ville kunne dække en hel fodboldbane.
De australske forskeres svamp er en videreudvikling af den såkaldte MIL-53 MOF, som består af krom-ioner forbundet af tereftalsyre – en kombination kendt for sin store gennemtrængelighed og evne til samtidig at adsorbere bestemte molekyler som CO2.
I videreudviklingen blev porerne belagt med spiropyran, som er en fotokromisk forbindelse, der kan skifte form, når den påvirkes af varme eller lys. Når materialet lægges i mørke, skifter det form til farvestoffet merocyanin, som indeholder ion-grupper, der kan adsorbere salt-ioner, mens vandet får lov at passere videre gennem svampen.
Solen renser svampen på 4 minutter
Svampen blev testet ved at lægge den i vand med en urenhed på 2.233 dele per andel vand (ppm). Efter kun 30 minutter fik svampen tallet ned mindre end 500 ppm, dvs. under Verdenssundhedsorganisatione WHO's grænse for rent drikkevand på 600 ppm.
Ifølge forskerne betyder det, at et kilo af deres svamp vil kunne rense 139,5 liter vand om dagen.
Når svampen skal genbruges, lægger man den blot i Solen, hvor lysets energi omdanner merocyanin til spiropyran igen, hvilket får svampen til at frigive det opsamlede salt på så lidt som fire minutter. Den kan med andre ord rense sig selv – hurtigt.
De fleste vandrensningsteknikker i dag – fx termisk afsaltning eller omvendt osmose – er dyre og ekstremt energikrævende, mens den nye nano-teknologi ikke behøver andet end sollys for at generere drikkevand i en bæredygtig cyklus.
WHO anslår, at cirka hver tredje menneske på Jorden ikke har adgang til rent og sikkert drikkevand.