Temiz içme suyuna erişimin sınırlı olduğu bölgeler için geliştirilen yeni bir yüzen kapsül, suyun güvenliğini kontrol edip ardından suyu dezenfekte edebiliyor. Harici güç kaynağına, pile veya kimyasal maddelere ihtiyaç duymayan sistem, tüm enerjisini hareketten alıyor. Öncelikle kullanıcı tarafından suya sallanarak bırakılıyor ve bundan sonrasında (dezenfeksiyon sürecinde) suyun doğal hareketinden enerji elde ediyor. Araştırmacılar, kapsülün özellikle kampçılık, kırsal bölgeler, afet sonrası acil durumlar ve merkezi su altyapısının yetersiz olduğu yerlerde kullanılabileceğini belirtiyor.
“Floating-induced Detection-Guided Disinfection (FDGD)” adı verilen kapsülün ilk görevi, suyun kimyasal açıdan güvenli olup olmadığını anlamak. Kullanıcı kapsülü yaklaşık üç saniye boyunca salladığında, içindeki mıknatıs ve bobin sistemi elektromanyetik indüksiyon yoluyla elektrik üretiyor. Bu enerji, kapsüldeki sensörü çalıştırarak sudaki toplam çözünmüş katı madde (TDS) seviyesini ölçüyor ve sonucu Bluetooth aracılığıyla akıllı telefon veya akıllı saate iletiyor. TDS değeri litre başına 250 miligramın altındaysa su potansiyel olarak içilebilir kabul ediliyor ve kapsül otomatik olarak dezenfeksiyon aşamasına geçiyor. Daha yüksek TDS seviyeleri ise kimyasal kirlenme riski bulunduğuna işaret ediyor.
Sırt çantasındaki bir suyu da yürüyüş sırasında dezenfekte edebiliyor
Kapsül dezenfeksiyon işlemi süresince tamamen suyun hareketinden yararlanıyor. Hareket, kapsülün dış yüzeyi ile su arasında elektrostatik yükler oluşturuyor. Oluşan yükler, kapsül üzerindeki iletken polipirol nanorodlarda yoğunlaşarak çok güçlü yerel elektrik alanları meydana getiriyor. Bu elektrik alanları, elektroporasyon adı verilen yöntemle bakteri ve virüslerin hücre zarlarında gözenekler açarak mikroorganizmaları etkisiz hale getiriyor. Tüm süreçte herhangi bir kimyasal dezenfektan kullanılmıyor.
Araştırma ekibi sistemi musluk, nehir ve göl sularında test etti. Yüksek miktarda bakteri ve virüs eklenen bir litrelik su örnekleri, sırt çantasında taşınırken yaklaşık 30 dakikalık yürüyüş sonunda tamamen dezenfekte oldu. Dört litrelik kaplarda ise yalnızca hafif rüzgarın oluşturduğu doğal hareket sayesinde 52 dakika içinde tam dezenfeksiyon sağlandı. Araştırmacılar ayrıca kapsülün ticari TDS ölçüm cihazlarıyla benzer doğrulukta sonuç verdiğini ve performansında belirgin düşüş olmadan en az 120 kez kullanılabildiğini bildirdi. Denemelerde zararlı dezenfeksiyon yan ürünleri veya kayda değer miktarda polipirol salınımı da tespit edilmedi.
Araştırmacılar, kapsülün merkezi su arıtma sistemlerinin yerini almasının amaçlanmadığını vurguluyor. Bunun yerine teknoloji; açık hava etkinlikleri, uzak yerleşimler, saha çalışmaları ve doğal afetler gibi güvenli içme suyuna erişimin zorlaştığı durumlarda pratik bir destek çözümü sunmayı hedefliyor. Ayrıca gelecekte kinetik enerji toplama mekanizmasının daha da verimli hale getirilmesi ve sistemin farklı kullanım senaryolarına uyarlanması için çalışmaların sürdüğü belirtiliyor.
Kapsülü geliştiren araştırmacıların isimleri şöyle sıralanıyor: Min Jae Park, Dong-Min Lee, Zheng-Yang Huo, Sungjin Cho, Fengyi Pang, Sung Soo Kwak, Young-Jun Kim, Chris R. Bowen, Ming Xie, Sang-Woo Kim
Araştırmayla ilgili makaleye buradan erişebilirsiniz.
Görsel: New Atlas
