وذكر الباحثون، في دراستهم المنشورة مؤخراً بالمجلة العلمية "أدفانسد ماتريالز"، أن هذا الابتكار يراعي عدم إنتاج ملوثات ناتجة عن استخدامه عبر "قرص هيدروجيل".

ويقول الباحثون إنه هذا الابتكار قادر على تنقية المياه الملوثة بسرعة قياسية؛ إذ "يكفي القرص الواحد لتطهير لتر كامل من مياه النهر، ما يجعله آمناً للشرب في غضون ساعة أو أقل"، وذلك من خلال تصميم هلاميات مائية مضادة للبكتيريا (ABHs) مع مولدات بيروكسيد الهيدروجين على المستوى الجزيئي التي تدعم الكاتيكول (مركب عضوي) وجزيئات الكربون المنشط الكينون لمعالجة المياه بشكل فعال.

وتشير إحصاءات منظمة الصحة العالمية إلى أنه بحلول عام 2025 "سيعيش نصف سكان العالم في مناطق تعاني من نقص المياه"، وذلك في الوقت الذي يعاني فيه حالياً ثلث سكان العالم من عدم توافر المياه النظيفة.

إحداث الفرق

ويوضح الأستاذ المساعد في قسم الهندسة الميكانيكية بمعهد تكساس للمواد جيوهوا يو أن هذا الابتكار الواعد "يمكن أن يحدث فرقاً كبيراً في التخفيف من ندرة المياه في العالم؛ لأنه سهل الاستخدام ولديه كفاءة عالية ويمكن أن يصل إلى الإنتاج الضخم".

وفي الوقت الحالي تتم عملية تنقية المياه إما بالغليان أو البسترة، وفي حين أن هذه الأساليب فعّالة بالفعل في التنقية، إلا أنها تتطلب مستويات من الطاقة قد لا تستطيع العديد من المناطق الوصول إليها، فضلاً عن زيادة الوقت، وهو ما سعى الباحثون من أجل التغلب عليه بتوفير أداة لتنقية المياه في وقت قياسي.

الأقراص المبتكرة لديها قدرة على تحييد البكتيريا بمعدل كفاءة تزيد عن 99.999 بالمئة، من خلال اختلاط بيروكسيد الهيدروجين مع جزيئات الكربون المنشط لمهاجمة البكتيريا وقتلها عن طريق استهداف مكونات الخلية الأساسية.

ويُعزى تأثير مبيد الجراثيم إلى تآزر مجموعات بيروكسيد الهيدروجين والكينون (فئة من المركبات العضوية) لمهاجمة مكونات الخلايا الأساسية وإزعاج التمثيل الغذائي البكتيري.

مبخرات شمسية

ومن خلال الاستفادة من خصائصها الممتازة المقاومة للحرارة الضوئية، يمكن أيضًا استخدام ABH كمبخرات شمسية لتحقيق تنقية مستقرة للمياه تحت أشعة الشمس.

وبالتالي توفر الهلاميات المائية المضادة للبكتيريا طلباً منخفضاً للطاقة والمواد الكيميائية لتقنيات معالجة المياه في نقاط الاستخدام في المناطق النائية وتطبيقات الإنقاذ في حالات الطوارئ.

ويلفت إلى أن تلك العملية بأكملها لا تتطلب أي طاقة، علاوة على أنها في الوقت نفسه لا تنتج منتجات ثانوية ضارة، وبمجرد أن يصبح الماء نظيفاً  يتم إزالة الهيدروجيل الذي لا يترك وراءه أي بقايا.

بينما لا يزال فريق البحث يعمل على تطوير صيغتهم في إطار زيادة عدد الأنواع المختلفة من مسببات الأمراض والفيروسات في الماء التي يمكن للهلاميات المائية المبتكرة تحييدها.