Как отфильтровать грязную воду с помощью палки, точнее, ветки дерева. Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили, что вы можете превратить грязную воду в питьевую, используя только палку.
Инженер-механик Рохит Карник выяснил, что ткань ксилемы в растениях, которая отвечает за фильтрацию пузырьков воздуха, также может удалять вредные бактерии из воды. Он снял кору с короткого куска сосны и прикрепил заболонь к пластиковой трубе, чтобы сделать фильтр.
Фильтры ксилемы готовили, просто удаляя кору сосновых веток и вставляя ткань ксилемы в трубку. Эксперименты по фильтрации пигментов выявили ограничение размера примерно 100 нм, при этом большая часть фильтрации происходила в пределах первых 2–3 мм ксилемного фильтра. Фильтр ксилемы может эффективно отфильтровывать бактерии из воды с отторжением более 99,9%.
Чтобы доказать, что его теория сработает, Карник поставил простой эксперимент в своей лаборатории. Сделав фильтр, он вылил воду, содержащую крошечные частицы и бактерии, через трубку. По его оценкам, фильтр удаляет 99,9% бактерий в воде.
Эта фильтрованная вода действительно безопасна для питья?
Хотя он избавляется от большинства бактерий, этот 0,1% по-прежнему представляет риск.
Эксперт по окружающей среде Роберт Джексон объяснил NPR, что, хотя фильтр удаляет большинство бактерий, его все равно следует использовать только в ситуациях выживания, когда нет других вариантов. Даже если поры в ткани ксилемы являются подходящими для удаления бактерий, вирусы, как правило, намного меньше и, скорее всего, не попадут в фильтр.
99,9% впечатляет, но «когда вы можете иметь сотни тысяч, даже миллионов, в капле воды, вы не хотите полагаться на что-то с эффективностью 99 процентов».
Только для ситуаций выживания?
Само собой разумеется, что если вы застряли в лесу, вы, вероятно, не найдете пластиковую трубку и зажим, свисающие с ближайшей ветви дерева. Но они вам на самом деле не нужны, они просто облегчают использование. Фильтр по-прежнему работает так же хорошо, просто с куском дерева.
Итак, сколько чистой воды мы говорим? Карник говорит, что 3 см кусок дерева может фильтровать несколько литров воды в день. На данный момент это может быть не масштабное решение, но оно может иметь огромное значение для сельских общин, не имеющих доступа к искусственным фильтрам.
Вы можете прочитать больше об исследовании в статье команды на PLOS ONE и рецензии на MIT News.
Я бы не использовал этот трюк для фильтрации мочи или чего-либо еще, даже если вокруг нет воды.
Источник: https://macgyverisms.wonderhowto.com/
Выдержка из статьи ученых
Фильтрация бактерий из воды
Наконец, мы исследовали способность ксилемного фильтра удалять бактерии из воды. В качестве модельной бактерии мы использовали флуоресцентно меченные и инактивированные бактерии Escherichia coli цилиндрической формы диаметром около 1 мкм. Использование флуоресцентно меченных бактерий позволило легко подсчитать их концентрации, а также позволило нам отслеживать местоположение в фильтре ксилемы, где они были пойманы. Поскольку в этой шкале длин преобладает исключение по размеру, мы не ожидаем, что модификация с красителем существенно повлияет на характеристики фильтрации. Фильтрация с использованием трех разных ксилемных фильтров показала почти полное отторжение бактерий. Используя гемоцитометр для подсчета бактерий, мы оцениваем, что отторжение составило не менее 99,9%.
Рисунок. Фильтрация модельных бактерий фильтром ксилемы.
а) Концентрации бактерий в растворах корма и фильтрата. На вставке показаны флуоресцентные изображения двух растворов. Масштабная линейка составляет 200 мкм. Столбики ошибок указывают ± SD для экспериментов, выполненных на трех разных фильтрах ксилемы. б) Флуоресцентное изображение поперечного сечения ксилемного фильтра, показывающее накопление бактерий на мембранах ям Марго. Масштабная линейка составляет 20 мкм. в) Флуоресцентное изображение с небольшим увеличением показывает, что бактерии задерживаются на дне трахеид в пределах первых нескольких миллиметров верхней поверхности. Масштабная линейка составляет 400 мкм. Стрелка указывает на верхнюю поверхность фильтра ксилемы, а также направление потока во время фильтрации. Автофлуоресценция ксилемной ткани также вносит вклад в флуоресцентный сигнал в (b) и (c). d), e) СЭМ-изображения, показывающие бактерии, накопленные на мембранах ям Марго после фильтрации. Масштабные линейки 10 мкм и 2 мкм.
Чтобы исследовать механизм фильтрации, ксилемный фильтр разрезали параллельно направлению потока после фильтрации. При исследовании под флуоресцентным микроскопом мы обнаружили, что бактерии накапливались на мембранных ямках в форме пончика. Это распределение согласуется с предположением, что бактерии фильтруются пористым марго мембран ям. Распределение захваченных бактерий не было равномерным по поперечному сечению фильтра. Как и в случае с красителем, бактерии наблюдались только в течение первых нескольких миллиметров от конца, через который вводился раствор (обозначен белой стрелкой на рисунке).
Кроме того, флуоресцентное изображение с небольшим увеличением показывает, что бактерии накапливались главным образом над мембранами ямки на дне трахеид, что также не является неожиданным. Дальнейшее исследование с помощью СЭМ четко показало, что отдельные бактериальные клетки накапливались на мембранах ямки над пористым марго. Эти результаты подтверждают, что пит-мембраны являются функциональными единицами, обеспечивающими эффект фильтрации в ксилемном фильтре.
journals.plos.org