스탠퍼드 대학과 SLAC 국립 가속기 연구소의 과학자들은 태양광 에너지를 이용하여 물 매개 감염을 일으키는 박테리아를 죽이는 소독제를 개발했습니다. 이 소독제는 저렴한 비용으로 재활용이 가능하므로 안전한 식수를 사용할 수 없는 상황에 처해 있는 20억 명의 인구를 도울 수 있습니다.
Solar-driven efficient heterogeneous subminute water disinfection nanosystem assembled with fingerprint MoS2 | Nature Water
https://doi.org/10.1038/s44221-023-00079-4
New technology uses ordinary sunlight to disinfect drinking water | Stanford News
New technology uses ordinary sunlight to disinfect drinking water | Stanford News
A low-cost, recyclable powder can kill thousands of waterborne bacteria per second when exposed to sunlight. Stanford and SLAC scientists say the ultrafast disinfectant could be a revolutionary advance for 2 billion people worldwide without access to safe
news.stanford.edu
물을 소독하기 위한 기술로는 독성 부산물이 발생하는 화학물질을 이용하는 방법과 비교적 시간이 오래 걸리고 전원도 필요한 자외선을 이용하는 방법 등이 있습니다.
스탠퍼드 대학과 SLAC 국립 가속기 연구소의 과학자들이 새로 개발한 것은 무해한 금속 분말을 이용한 방법입니다.
분말은 산화알루미늄, 황화몰리브덴, 구리, 산화철로 이루어져 있으며, 태양으로부터의 자외선과 가시광을 모두 흡수하여 작동합니다. 논문 저자 중 한 명인 Yi Cui 씨에 의하면, 재료는 소량으로도 좋고, 저렴하며, 희소한 물질도 아니라고 합니다.
이 분말을 물에 섞어 태양광에 가하면 과산화수소와 히드록실 라디칼(hydroxyl radical)이 생성됩니다. 과산화수소와 히드록실 라디칼은 박테리아의 세포막에 심각한 손상을 주고 박테리아를 신속하게 사멸시킵니다.
한편, 과산화수소와 히드록실 라디칼은 산화시킬 세균이 발견되지 않는 경우, 물과 산소로 분해되어, 몇 초 이내에 사라져 버립니다.
논문의 공동 저자인 Bofei Liu 씨에 의하면, 스탠퍼드 대학의 캠퍼스 내에서, 실제로 오염수에 분말을 섞어 태양광에 닿게 했더니, 세균은 60초 이내에 사멸했다고 합니다.
또한 살균에 사용한 후의 분말은 보통 자석으로 모을 수 있습니다. 실제로 같은 분말을 여러 번 모아 오염수 샘플을 30종류 처리했다는 것.
이 분말은 UV 램프로 살균하는 폐수 처리 시설에서도 유용할 수 있습니다. 낮이라면 태양광을 이용함으로써 자외선보다 빠르게 기능하여 에너지를 절약할 수 있다고 Cui는 말합니다. 또한, 분말 그 자체도 간단하게 만들 수 있어, 1톤 단위로 스케일 업할 수 있다고 합니다.
앞으로 연구팀은 바이러스, 원충, 기생충 등 물을 매개로 감염하는 다른 병원체에 대해서도 이 새로운 분말을 시험할 계획이라고 합니다.
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