研究人員發(fā)現(xiàn)，裸子植物的木質(zhì)部組織可用于濾除水分中的污染物。
松樹和銀杏樹等不開花樹木的內(nèi)部含有邊材(sapwood)，邊材內(nèi)襯的類稻草導(dǎo)管被稱作木質(zhì)部(xylem)。吸水木質(zhì)部導(dǎo)管通過薄膜相互連接。薄膜起到了天然過濾網(wǎng)的作用，能夠濾除水和樹液中的氣泡。
美國麻省理工學(xué)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制作過簡易過濾器。他們發(fā)現(xiàn)，這種設(shè)計雖然技術(shù)含量較低，但確實能夠有效清除細菌。
當(dāng)?shù)貢r間3月25日，該團隊在《自然通訊》雜志中闡述了改進的過濾技術(shù)，并證明其在現(xiàn)實生活中也能發(fā)揮作用。在實驗室測試中，新的木質(zhì)部過濾器濾除了大腸桿菌和輪狀病毒等病原體。
隨后，研究人員將凈水技術(shù)帶到印度，用當(dāng)?shù)氐臉淠局谱髁诉^濾器，并進行了現(xiàn)場測試。結(jié)果表明，配有可替換木質(zhì)部過濾器的簡易過濾系統(tǒng)能夠以1L/h的速率凈化水。
其中，新技術(shù)對大腸桿菌和輪狀病毒等污染物的清除率超過99%，使飲水達到了世衛(wèi)組織規(guī)定的“二星綜合保護”級別。
然而，在研制過程中，研究人員也發(fā)現(xiàn)了木質(zhì)材料的自然過濾局限性。例如，隨著木材逐漸干燥，篩狀膜會粘附在導(dǎo)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，將其浸入乙醇后晾干。晾干的材料保留了滲透性，并且不會再堵塞。這成功延長了過濾器的保質(zhì)期，使其能在干燥狀態(tài)下保存(至少)兩年后，依然具備良好的凈水效果。
目前，研究人員正在探索大規(guī)模應(yīng)用(尤其是在飲用水污染的地區(qū))木質(zhì)部過濾器的方法。研究團隊建立了一個開源網(wǎng)站，用以提供以各類樹木設(shè)計、制作過濾器的指導(dǎo)方案。
MIT教授Rohit Karnik說：“由于原材料隨處可得，制造過程也很簡單，這種過濾器很容易在社區(qū)中推廣。我們希望木質(zhì)部過濾器，能夠充當(dāng)飲水困難地區(qū)居民的水質(zhì)健康守護神。”
Ramchander說：“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(xué)污染物?我們還不得而知。”
研究人員Megha Hegde補充：“根據(jù)反饋信息，用戶評價很高的點在于，這種過濾器是用人人都認識、隨處可見的天然材料制作的。我們還發(fā)現(xiàn)，相較于一次性支付大量費用，低收入家庭人群更傾向于每天支付少量凈水費用。新型過濾器正好能彌補現(xiàn)有過濾器的缺點，后者的更換成本實在太高了。”
