Een oplossing voor het waterprobleem? Laten we eens kijken naar een vreemde doos die water uit de lucht opvangt! (Waterzuiveringstechnologie)

Stel je voor: midden in een dorre woestijn staat een klein doosje dat schoon drinkwater uit de lucht kan maken. Het klinkt als een scène uit een sciencefictionfilm, nietwaar? Maar het is nu werkelijkheid. Vandaag bespreken we een aantal van de meest verbazingwekkende nieuwe technologieën die de nijpende watercrisis in de wereld zouden kunnen oplossen.

Volgens de Verenigde Naties hebben meer dan twee miljard mensen wereldwijd geen toegang tot veilig drinkwater . Sommige gebieden kampen van nature met waterschaarste. En droogtes als gevolg van klimaatverandering hebben het probleem verergerd. Voor sommige mensen is het water dat ze wél hebben, vervuild en vol bacteriën en giftige chemicaliën . Voor anderen geldt dit allebei. Daarom zoeken wetenschappers naar nieuwe, verrassende manieren om dit probleem op te lossen.

Desert Harvester: een apparaat dat water uit de lucht produceert in de woestijn.

De lucht die we inademen bevat een grote hoeveelheid waterdamp, die we niet kunnen zien. Dit is een van de grootste waterbronnen op aarde.

Professor Yagi en zijn team hebben een nieuwe manier gevonden om deze enorme, onzichtbare waterbron te benutten. Ze hebben speciale moleculen gecombineerd om een ​​steigerachtige structuur te creëren. Deze structuren worden metaal-organische raamwerken (MOF's) genoemd. Het zijn verbazingwekkende dingen. Een stukje MOF, zo klein als een bot, heeft een oppervlakte zo groot als twee voetbalvelden als je het uitspreidt.

Ze maakten een plexiglas doos gevuld met dit MOF-materiaal. Deze doos warmt op wanneer hij aan zonlicht wordt blootgesteld. Het MOF in de doos absorbeert vervolgens zelfs de kleinste hoeveelheid waterdamp in de lucht van een zeer droge woestijn. Die geabsorbeerde waterdamp verandert vervolgens in vloeistof en wordt opgevangen als schoon, drinkbaar water. Zoals professor Yagi zegt: "Er is geen ander materiaal ter wereld dat water uit de lucht kan absorberen bij zo'n lage luchtvochtigheid en het weer kan afgeven, behalve dit MOF."

Een op zonne-energie werkende box, gemaakt met slechts 200 gram van dit MOF-materiaal, kan meer dan een gallon (bijna 4,5 liter) water per dag opvangen. Een elektrisch model kan dit de hele dag door continu doen.

Een 'bio-hersentoxinedetector' die toxines in water detecteert.

Het is niet voldoende dat water schoon is, het moet ook veilig zijn. Water kan gevaarlijke gifstoffen bevatten die we niet kunnen zien of proeven. Denk bijvoorbeeld aan arseen , lood en gevaarlijke bacteriën . Onderzoekers van Northwestern University proberen een eenvoudige manier te vinden om deze op te sporen.

Ze hebben hiervoor de hulp van micro-organismen ingeschakeld. Deze micro-organismen hebben een verbazingwekkend vermogen om giftige stoffen in het water te herkennen en zich ertegen te beschermen. Het is alsof ze een gespecialiseerd 'genetisch moleculair brein' hebben, speciaal voor dat doel.

Hoe werkt dit?

Simpel gezegd hebben deze micro-organismen een soort eiwit in hun lichaam dat biosensoren wordt genoemd. Wanneer er een giftige stof in het water aanwezig is, bijvoorbeeld lood, hecht deze biosensor zich aan die loodmoleculen. Vervolgens wordt een bepaald gen in het lichaam van het micro-organisme geactiveerd, waardoor het lood uit het lichaam wordt gepompt.

Wat de onderzoekers deden, was deze biosensoren nemen en hun DNA- structuur enigszins aanpassen. Door deze aanpassing activeerden ze een gen dat licht uitstraalt (gloeit) in plaats van het gen dat gifstoffen afgeeft bij blootstelling aan bijvoorbeeld lood.

Wat er nu gebeurt, is dat wanneer je deze DNA-gemodificeerde eiwitten aan een watermonster toevoegt, het water begint te gloeien als er een gifstof in zit. Hoe meer gifstof er in het water zit, hoe feller het gaat gloeien. Het is net magie!

Een overzicht van moderne technologieën

Enkele van deze moderne technologieën die als oplossing voor de wereldwijde watercrisis zijn ontwikkeld, worden samengevat in de onderstaande tabel.

Enkele verrassende oplossingen

De chloormachine die geen ruimte laat voor fouten.

Chloor is een krachtig ontsmettingsmiddel dat bacteriën in water doodt. Maar het kan lastig zijn om het correct te gebruiken. Bij het toevoegen van chloortabletten kan het voorkomen dat je te veel of te weinig gebruikt. Om dit probleem op te lossen, hebben onderzoekers van het Tufts Institute of the Environment een eenvoudig apparaat ontwikkeld dat zonder elektriciteit werkt.

Het bestaat uit twee delen. Een klein kastje dat aan het uiteinde van de waterleiding is bevestigd, en een tank gevuld met vloeibaar chloor. Wanneer water snel door de leiding stroomt, ontstaat er een drukverschil in dit kastje. Dit wordt het Venturi-effect genoemd. Door dit drukverschil wordt automatisch de juiste hoeveelheid chloor uit de chloortank aangezogen en met het water vermengd. Op deze manier is het water altijd schoon, zonder menselijke fouten.

Een methode om lood te verwijderen door water te 'shocken'.

Vanwege de ernstige gezondheidscrisis veroorzaakt door lood in de waterleiding van de Amerikaanse stad Flint, heeft een groep wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) een nieuwe methode ontwikkeld om zware metalen uit water te verwijderen.

Ze gebruikten een techniek genaamd 'shock-elektrodialyse' . Hierbij wordt elektriciteit gebruikt om onzuiverheden in water te verwijderen. Lood is een zeer lastige stof om uit water te verwijderen, omdat het zich op andere manieren aan de wanden van apparatuur kan hechten. Maar met deze techniek kan 95% van het lood worden verwijderd zonder essentiële mineralen zoals natrium uit het water te verwijderen. Dit zuivert het water en laat de mineralen achter die het lichaam nodig heeft.

Al deze technologieën tonen de kracht van wetenschap en innovatie bij het aanpakken van een van de grootste uitdagingen waar de mensheid voor staat: de watercrisis. Ze zullen een belangrijke bijdrage leveren aan het beschermen van mensen tegen ziekten die worden veroorzaakt door vervuild water en aan het bouwen van een gezonde toekomst. Daarom is het onze plicht te beseffen hoe kostbaar water is en er zuinig mee om te gaan.

Waterzuivering, schoon water, watertechnologie, droogte, waterschaarste, wetenschappelijke ontdekkingen, MOF