Penyelesaian kepada masalah air? Mari kita pelajari tentang kotak aneh yang mengumpul air di langit! (Teknologi Penulenan Air)

Bayangkan, di tengah-tengah padang pasir yang tandus, terdapat sebuah kotak kecil yang boleh menghasilkan air minuman bersih daripada udara. Ia kedengaran seperti babak daripada filem fiksyen sains, bukan? Tetapi ia kini menjadi kenyataan. Hari ini kita akan membincangkan tentang beberapa teknologi baharu yang paling menakjubkan yang boleh menyelesaikan krisis air dunia yang dahsyat.

Menurut Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu, lebih daripada dua bilion orang di dunia tidak mempunyai akses kepada air minuman yang selamat . Sesetengah kawasan secara semula jadi kekurangan air. Dan kemarau yang disebabkan oleh perubahan iklim telah memburukkan lagi masalah ini. Bagi sesetengah orang, air yang mereka miliki adalah kotor, penuh dengan kuman dan bahan kimia toksik . Bagi sesetengah orang, kedua-duanya. Jadi saintis sedang mencari cara baharu yang mengejutkan untuk menyelesaikan masalah ini.

Penuai Gurun: Sebuah kotak yang menghasilkan air daripada udara di padang pasir

Udara yang kita hirup mengandungi sejumlah besar wap air, yang tidak dapat kita lihat. Ini adalah salah satu sumber air terbesar di Bumi.

Profesor Yagi dan pasukannya telah menemui cara baharu untuk memanfaatkan sumber air yang luas dan tidak kelihatan ini. Mereka telah menggabungkan molekul khas untuk mencipta struktur seperti perancah. Ini dipanggil rangka kerja logam-organik (MOF) . Ini adalah perkara yang menakjubkan. Sekeping MOF, sekecil tulang, mempunyai luas permukaan sebesar dua padang bola sepak jika anda merentangkannya.

Mereka mencipta kotak Plexiglas yang diisi dengan bahan MOF ini. Kotak ini menjadi panas apabila terdedah kepada cahaya matahari. MOF di dalam kotak itu kemudiannya menyerap walaupun jumlah wap air yang paling kecil di udara di padang pasir yang sangat kering. Kemudian, wap air yang diserap itu bertukar menjadi cecair dan dikumpulkan sebagai air bersih yang boleh diminum. Seperti yang dikatakan oleh Profesor Yagi, “Tiada bahan lain di dunia yang boleh menyerap air dari udara pada kelembapan yang begitu rendah dan melepaskannya semula, kecuali MOF ini.”

Sebuah kotak berkuasa solar yang diperbuat dengan hanya 200 gram MOF ini boleh mengumpul lebih daripada satu gelen (hampir 4.5 liter) air sehari. Model berkuasa elektrik boleh melakukan ini secara berterusan sepanjang hari.

'Pengesan Toksin Bio-Otak' yang mengesan toksin dalam air

Air tidak mencukupi untuk menjadi bersih, ia juga perlu selamat. Air boleh mengandungi toksin berbahaya yang tidak dapat kita lihat atau rasa. Contohnya, arsenik , plumbum dan bakteria berbahaya. Penyelidik di Universiti Northwestern sedang cuba mencari cara mudah untuk mengesannya.

Mereka telah meminta bantuan mikroorganisma untuk melakukan ini. Mikroorganisma ini mempunyai keupayaan yang menakjubkan untuk mengenali dan melindungi diri mereka daripada bahan toksik di dalam air. Seolah-olah mereka mempunyai 'otak molekul genetik' khusus untuk tujuan tersebut.

Bagaimanakah ini berfungsi?

Secara ringkasnya, mikroorganisma ini mempunyai sejenis protein yang dipanggil biosensor dalam badan mereka. Apabila terdapat bahan toksik di dalam air, contohnya plumbum, biosensor ini akan melekat pada molekul plumbum tersebut. Kemudian, gen tertentu dalam badan mikroorganisma tersebut diaktifkan, dan plumbum tersebut dipam keluar dari badan.

Apa yang dilakukan oleh para penyelidik ialah mengambil biosensor ini dan mengubah suai sedikit struktur DNA mereka. Dengan mengubah suainya, mereka menghidupkan gen yang akan memancarkan cahaya (cahaya) dan bukannya gen yang akan memancarkan racun apabila terdedah kepada racun seperti plumbum.

Jadi apa yang berlaku sekarang ialah, apabila anda menambah protein yang diubah suai DNA ini ke dalam sampel air, jika terdapat toksin di dalam air itu, ia mula bercahaya. Lebih banyak toksin di dalam air meningkat, lebih banyak ia bercahaya. Ia seperti sihir!

Ringkasan teknologi moden

Sebahagian daripada teknologi moden yang telah muncul sebagai penyelesaian kepada krisis air dunia diringkaskan dalam jadual di bawah.

Beberapa penyelesaian yang lebih mengejutkan

Mesin klorin yang tidak meninggalkan ruang untuk kesilapan

Klorin ialah disinfektan yang kuat yang membunuh kuman di dalam air. Tetapi ia boleh menjadi sukar untuk digunakan dengan betul. Apabila anda menambah tablet klorin, kadangkala ia boleh menjadi terlalu banyak atau terlalu sedikit. Sebagai penyelesaian, penyelidik di Institut Alam Sekitar Tufts telah membangunkan peranti mudah yang berfungsi tanpa elektrik .

Ia terdiri daripada dua bahagian. Sebuah kotak kecil yang dipasang pada hujung paip air, dan sebuah tangki yang diisi dengan klorin cecair. Apabila air mengalir dengan cepat melalui paip, perbezaan tekanan akan terhasil di dalam kotak kecil ini. Ini dipanggil kesan Venturi . Disebabkan oleh perbezaan tekanan ini, jumlah klorin yang betul akan diambil secara automatik dari tangki klorin dan dicampurkan dengan air. Dengan cara ini, air sentiasa bersih, tanpa sebarang kesilapan manusia.

Kaedah untuk membuang plumbum dengan air 'mengejutkan'

Disebabkan krisis kesihatan teruk yang disebabkan oleh plumbum dalam bekalan air di bandar Flint, Amerika, sekumpulan saintis di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) telah membangunkan kaedah baharu untuk menyingkirkan logam berat daripada air.

Mereka menggunakan teknik yang dipanggil 'elektrodialisis kejutan' . Ini melibatkan penggunaan elektrik untuk mengasingkan bendasing dalam air. Plumbum merupakan bahan yang sangat sukar untuk disingkirkan daripada air kerana ia boleh melekat pada dinding peralatan dengan cara lain. Tetapi teknik ini boleh menyingkirkan 95% plumbum tanpa menyingkirkan mineral penting seperti natrium daripada air. Ini membersihkan air dan meninggalkan mineral yang diperlukan oleh badan.

Semua teknologi ini menunjukkan kuasa sains dan inovasi dalam menangani salah satu cabaran terbesar yang dihadapi manusia, iaitu krisis air. Ini akan banyak membantu menyelamatkan manusia daripada penyakit yang disebabkan oleh air kotor dan membina masa depan yang sihat. Oleh itu, adalah menjadi tanggungjawab kita untuk memahami betapa berharganya air dan menggunakannya secara berhemat.

Penulenan air, air bersih, teknologi air, kemarau, kekurangan air, penemuan saintifik, Kementerian Kewangan