零成本！樹枝“秒變”淨水器_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2021-03-29 14:48
通過改進技術，研究人員製造了新型木質部過濾器。這種天然淨水裝置可以有效濾除大腸桿菌和輪狀病毒等病原體。
松樹和銀杏樹等不開花樹木的內部含有邊材（sapwood），邊材內襯的類稻草導管被稱作木質部（xylem）。吸水木質部導管通過薄膜相互連接。薄膜起到了天然過濾網的作用，能夠濾除水和樹液中的氣泡。
美國麻省理工學院（MIT）的工程師們一直在研究邊材的天然過濾能力，也曾用邊材樹枝的剝皮截面製作過簡易過濾器。他們發現，這種設計雖然技術含量較低，但確實能夠有效清除細菌。
當地時間3月25日，該團隊在《自然通訊》雜誌中闡述了改進的過濾技術，並證明其在現實生活中也能發揮作用。在實驗室測試中，新的木質部過濾器濾除了大腸桿菌和輪狀病毒等病原體。
隨後，研究人員將淨水技術帶到印度，用當地的樹木製作了過濾器，並進行了現場測試。結果表明，配有可替換木質部過濾器的簡易過濾系統能夠以1L/h的速率淨化水。
其中，新技術對大腸桿菌和輪狀病毒等污染物的清除率超過99%，使飲水達到了世衞組織規定的“二星綜合保護”級別。
然而，在研製過程中，研究人員也發現了木質材料的自然過濾侷限性。例如，隨着木材逐漸乾燥，篩狀膜會粘附在導管壁上，過濾器的滲透性也被削弱。最終，過濾器還可能完全堵塞。研究人員用簡單的方法解決了上述問題。論文作者Krithika Ramchander將邊材的小橫截面在熱水中浸泡一小時，將其浸入乙醇後晾乾。
晾乾的材料保留了滲透性，並且不會再堵塞。這成功延長了過濾器的保質期，使其能在乾燥狀態下保存（至少）兩年後，依然具備良好的淨水效果。
目前，研究人員正在探索大規模應用（尤其是在飲用水污染的地區）木質部過濾器的方法。研究團隊建立了一個開源網站，用以提供以各類樹木設計、製作過濾器的指導方案。
MIT教授Rohit Karnik説：“由於原材料隨處可得，製造過程也很簡單，這種過濾器很容易在社區中推廣。我們希望木質部過濾器，能夠充當飲水困難地區居民的水質健康守護神。”
Ramchander説：“過濾器能夠處理細菌污染物。但它是否也能處理砷和氟化物等化學污染物？我們還不得而知。”
研究人員Megha Hegde補充：“根據反饋信息，用户評價很高的點在於，這種過濾器是用人人都認識、隨處可見的天然材料製作的。我們還發現，相較於一次性支付大量費用，低收入家庭人羣更傾向於每天支付少量淨水費用。新型過濾器正好能彌補現有過濾器的缺點，後者的更換成本實在太高了。”
編譯：德克斯特
審稿：西莫
責編：陳之涵
期刊來源：《自然通訊》
期刊編號：2041-1723
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