Nová technologie využívá dřevo pro filtraci pitné vody

Přístup ke kvalitní pitné vodě rozhodně není ve všech koutech světa samozřejmostí. Vědecké týmy se proto snaží vyvíjet nejrůznější technologie, které z kontaminovaného vodního zdroje vyrobí zdravotně nezávadnou vodu vhodnou k pití. Pravdou nicméně je, že vyvinutá filtrovací zařízení jsou ve výsledku často natolik drahá, že pro většinu lidí zůstávají nedostupná.

Vědci z amerického Massachusetts Institute of Technology (MIT) nyní představili technologii, která by tuto krizi mohla pomoci vyřešit. Jejich vodní filtry jsou velmi jednoduché na sestrojení, využívají snadno dostupný a biodegradovatelný materiál a vodu přečišťují velmi efektivně. A co hlavně, náklady na jejich sestrojení jsou velmi nízké. Novou technologii vědci představili  v prestižním časopisu Nature Communications.

Dřevem rostlin se podélně táhnou vodivá pletiva, která transportují vodu a jiné látky anorganického a organického původu. Směrem od kořenů nahoru transportuje vodu a anorganické látky ve formě mízy pletivo zvané xylém. Buňky xylému mají tenkou membránu tvořenou ligninem a celulosou. Tato membrána obsahuje miniaturní póry, kterými míza prochází.

Již v roce 2014 vědci z MIT ukázali, že v laboratorních podmínkách xylémové filtry vyrobené ze dřeva borovice zbavují vodu bakterie E. coli. V nejnovější studii z letošního roku pak dokázali, že tyto filtry z vody efektivně odstraňují například také rotaviry. Jejich účinnost je až 99,9 %.

V rámci nejnovější studie vědci zároveň demonstrovali, že filtrovací zařízení je využitelné také v praxi – dva roky ho úspěšně testovali v nejchudších oblastech Indie. Na základě workshopů a diskuzí s místními obyvateli výzkumníci sestavili jednoduchý návod pro jeho sestavení.

Jak filtrační zařízení sestrojit

Příčným řezem větve nahosemenného stromu (ve studii byla využita borovice přirozeně se vyskytující v Indii, může to být ale jakýkoli jehličnan, jinan nebo např. cykas) se vyrobí malý disk o tlouště přibližně 0,5 cm (záleží na druhu dřeviny).

Disk se umístí na jednu hodinu do horké vody o teplotě přibližně 60 °C. Poté se nechá přes noc máčet v ethanolu, který zabrání poškození membrán buněk xylému během vysychání. Nakonec se disk vysuší.

Dřevěný disk se umístí na dno válcovité metr dlouhé filtrační jednotky a do nádržky, ze které filtrační jednotka vystupuje, se nalije kontaminovaná voda. Ta díky gravitaci prostupuje filtrem.

Filtrační zařízení zvládne přečistit zhruba litr vody za hodinu. Jeden dřevěný disk účinně přefiltruje 10 až 15 litrů vody. Filtry skladované v suché formě si zachovávají efektivitu minimálně dva roky.

Podrobný návod na sestrojení filtračního zařízení a další informace o technologii jsou dostupné na webových stránkách Xylem Water Filter.

Originální publikace: https://www.nature.com/articles/s41467-021-22055-w

Zdroj: New Atlas a Water World, zdroj titulního obrázku: Riccardo Lennard Niels Mayer, 123RF