Η παροχή καθαρού πόσιμου νερού θεωρούσε ανέκαθεν βασικό ανθρώπινο δικαίωμα σε πολλές περιοχές, αλλά η κατάσταση σε πολλά μέρη του κόσμου είναι πολύ διαφορετική. Ο τρίτος κόσμος αγωνίζεται για καθαρό πόσιμο νερό. Ένας νέος τύπος συστήματος αποχέτευσης αλουμινίου με βάση λέιζερ μπορεί να βοηθήσει τις αναπτυσσόμενες χώρες να παρέχουν καθαρό νερό και να σώσουν ζωές.
Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Subhash Singh του Ινστιτούτου Οπτικών στο Πανεπιστήμιο του Ρότσεστερ στη Νέα Υόρκη πιστεύει ότι η αποχέτευση νερού με ηλιακή ενέργεια μπορεί να είναι το κλειδί για την παροχή βιώσιμου καθαρού νερού στον ταχέως αναπτυσσόμενο παγκόσμιο πληθυσμό. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Nature Sustainability.
Υπάρχουν πολλά συστήματα στην αγορά που χρησιμοποιούν το φως του ήλιου για τον καθαρισμό του νερού. Αλλά αυτά τα συστήματα έχουν προφανή ελαττώματα: ζητήματα επεκτασιμότητας. Ένα σύστημα που μπορεί να απολυμάνει μια μικρή ομάδα ανθρώπων ή μια οικογένεια μπορεί να μην είναι πολύ χρήσιμο σε μια ολόκληρη πόλη ή χωριό. Σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος του συστήματος απολύμανσης νερού, 1 στα 9 άτομα (περίπου 785 εκατομμύρια άτομα) δεν μπορούν να πάρουν καθαρό νερό. Κάθε χρόνο, 1 εκατομμύριο άνθρωποι παγκοσμίως πεθαίνουν από την έλλειψη καθαρού νερού.
Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε πολλά προβλήματα με το τρέχον σύστημα αποχέτευσης νερού, ειδικά το πρόβλημα της εξάτμισης της διεπαφής με ηλιακή ενέργεια. Ένα άλλο πρόβλημα είναι το φαινόμενο αποκλεισμού που μειώνει σημαντικά την αποδοτικότητα του εξοπλισμού. Επιπλέον, υπάρχει ένα πολύ σημαντικό πρόβλημα: οι τρέχοντες ηλιακοί καθαριστές μπορούν να εξαλείψουν μόνο τη βιολογική ρύπανση. Υπάρχει επίσης ένας μεγάλος αριθμός άλλων ρύπων, ιδίως βαρέων μετάλλων, που δεν έχουν υποστεί επεξεργασία.
Η ομάδα προτείνει τη χρήση επιφάνειας με απορρόφηση νερού και υπέρ απορρόφηση φωτός για την απολύμανση του νερού με ηλιακή ενέργεια. Αυτή η επιφάνεια με απορρόφηση νερού και σούπερ απορρόφηση φωτός αποτελείται από αλουμίνιο, το οποίο είναι εύκολο να ληφθεί και χαμηλό κόστος.
Ωστόσο, το μη επεξεργασμένο αλουμίνιο δεν έχει ιδιότητες απορρόφησης νερού και η επιφάνειά του είναι ανακλαστική. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, η ερευνητική ομάδα έβαλε αλουμίνιο με παλμούς λέιζερ femtosecond. Η πορώδης επιφάνεια που δημιουργείται από αυτήν την επεξεργασία με λέιζερ επιτρέπει στο νερό να τρέχει με σταθερή ταχύτητα περίπου 2 mm ανά δευτερόλεπτο υπό την επίδραση της βαρύτητας. Αυτό σημαίνει ότι το νερό μπορεί να μεταφερθεί στην επιφάνεια της συσκευής ηλιακής απορρόφησης για απολύμανση.
Επομένως, αυτή η πορώδης επιφάνεια μπορεί να εγκατασταθεί στην πλωτή πλατφόρμα σε οποιαδήποτε γωνία για να αυξηθεί η συχνότητα των ηλιακών ακτίνων. Αυτό σημαίνει επίσης ότι αυτός ο πίνακας είναι συνδεδεμένος στο σύστημα ανίχνευσης του ήλιου για να παρακολουθεί την τροχιά του ήλιου&# 39 και να διατηρεί το επίπεδο απολύμανσης στην καλύτερη κατάσταση.
Η ερευνητική ομάδα όχι μόνο εξέτασε βιολογικά μολυσμένο νερό, αλλά και δοκιμάζει νερό μολυσμένο από μέταλλα, οικιακά και γεωργικά απόβλητα και άλλους ρύπους και διαπίστωσε ότι πληρούσε το πρότυπο της ΠΟΥ για ασφαλές πόσιμο νερό.