不开花的树木,如松树和银杏,其内部有边材,边材上有被称为木质部的吸管状导管,木质部通过树干和树枝把水吸上来。木质部导管通过薄膜相互连接,薄膜就像天然筛子一样,将气泡从水和汁液中过滤掉。

工程师们已经用边材树枝剥皮的横截面制作了简单的过滤器,证明这种设计可以有效地过滤细菌。新的木质部过滤器被开发出来,可以在实验室测试中过滤掉大肠杆菌和轮状病毒等病原体,并可以从受污染的泉水、自来水和地下水中去除细菌。该团队还开发了简单的技术来延长过滤器的保质期,使木质圆盘在干燥保存至少两年之后可以净化水。

研究人员将他们的技术带到印度,在那里他们用当地树木制作木质部过滤器,并与当地用户进行测试。根据他们的反馈,该团队开发了一个简单的过滤系统的原型,配备了可更换的木质部过滤器,以每小时一升的速度净化水。结果表明,木质部过滤器具有在社区环境中去除受污染饮用水中的细菌和病毒的潜力。

研究人员正在探索大规模使用木质部过滤器的方法,特别是在饮用水污染是疾病和死亡主要原因的地区。该团队推出了一个开源网站,提供了设计和制作各种树木木质部过滤器的指导方针。

木质材料的天然过滤能力存在一定的自然局限性。随着木材干燥,树枝的筛状膜开始粘附在墙壁上,降低了过滤器的渗透性,也就是让水流过的能力。随着时间的推移,过滤器似乎也会“自我阻塞”,堆积的木质物质堵塞了管道。

两种简单的治疗方法克服了这两种局限。通过将边材的小截面在热水中浸泡一个小时,然后将它们浸泡在乙醇中,让它们干燥,这种材料保持了它的渗透性,有效地过滤水而不堵塞。它的过滤功能还可以根据树的类型来调整过滤器的厚度。

研究人员测试了这种过滤器去除大肠杆菌和轮状病毒等污染物的能力,轮状病毒是导致腹泻疾病的最常见原因。经过处理的过滤器去除了99%以上的污染物。

一个简单的过滤系统的原型在顶部安装了一个容器,用户可以往里面注水。水从1米长的管子中流出,通过木质部过滤器,然后通过阀门控制的喷口流出。根据家庭需要,木质部过滤器可以每天或每周更换。

欲了解更多信息,请联系Abby Abazorius此电子邮件地址正受到垃圾邮件程序的保护。您需要启用JavaScript才能查看它。;617-253-2709。


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本文首次发表于2021年8月号金宝搏官网杂志。

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