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(shù)和銀杏樹(shù)等不開(kāi)花樹(shù)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(guò)薄膜相互連接。薄膜起到了天然過(guò)濾網(wǎng)的作用，能夠?yàn)V除水和樹(shù)液中的氣泡。
美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的工程師們一直在研究邊材的天然過(guò)濾能力，也曾用邊材樹(shù)枝的剝皮截面制作過(guò)簡(jiǎn)易過(guò)濾器。他們發(fā)現(xiàn)，這種設(shè)計(jì)雖然技術(shù)含量較低，但確實(shí)能夠有效清除細(xì)菌。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月25日，該團(tuán)隊(duì)在《自然通訊》雜志中闡述了改進(jìn)的過(guò)濾技術(shù)，并證明其在現(xiàn)實(shí)生活中也能發(fā)揮作用。在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中，新的木質(zhì)部過(guò)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?shù)木制作了過(guò)濾器，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。結(jié)果表明，配有可替換木質(zhì)部過(guò)濾器的簡(jiǎn)易過(guò)濾系統(tǒng)能夠以1L/h的速率凈化水。
其中，新技術(shù)對(duì)大腸桿菌和輪狀病毒等污染物的清除率超過(guò)99%，使飲水達(dá)到了世衛(wèi)組織規(guī)定的“二星綜合保護(hù)”級(jí)別。
然而，在研制過(guò)程中，研究人員也發(fā)現(xiàn)了木質(zhì)材料的自然過(guò)濾局限性。例如，隨著木材逐漸干燥，篩狀膜會(huì)粘附在導(dǎo)管壁上，過(guò)濾器的滲透性也被削弱。最終，過(guò)濾器還可能完全堵塞。研究人員用簡(jiǎn)單的方法解決了上述問(wèn)題。論文作者Krithika Ramchander將邊材的小橫截面在熱水中浸泡一小時(shí)，將其浸入乙醇后晾干。晾干的材料保留了滲透性，并且不會(huì)再堵塞。這成功延長(zhǎng)了過(guò)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(guò)濾器的方法。研究團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)開(kāi)源網(wǎng)站，用以提供以各類樹(shù)木設(shè)計(jì)、制作過(guò)濾器的指導(dǎo)方案。
MIT教授Rohit Karnik說(shuō)：“由于原材料隨處可得，制造過(guò)程也很簡(jiǎn)單，這種過(guò)濾器很容易在社區(qū)中推廣。我們希望木質(zhì)部過(guò)濾器，能夠充當(dāng)飲水困難地區(qū)居民的水質(zhì)健康守護(hù)神。”
Ramchander說(shuō)：“過(guò)濾器能夠處理細(xì)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(bǔ)充：“根據(jù)反饋信息，用戶評(píng)價(jià)很高的點(diǎn)在于，這種過(guò)濾器是用人人都認(rèn)識(shí)、隨處可見(jiàn)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(fèi)用，低收入家庭人群更傾向于每天支付少量?jī)羲M(fèi)用。新型過(guò)濾器正好能彌補(bǔ)現(xiàn)有過(guò)濾器的缺點(diǎn)，后者的更換成本實(shí)在太高了。”
