Ксилема дерев сосни та гінкго очищає воду від бактерій на 99%. Про це заявили дослідники Массачусетського технологічного інституту (США), автори нової статті «Engineering and characterization of gymnosperm sapwood toward enabling the design of water filtration devices», яка опублікована в журналі «Nature Communications».
Внутрішні частини неквітучих дерев, таких як сосна та гінкго складаються із ксилеми, яка забирає воду через стовбур дерева та гілок і виконує роль природних сит. Інженери інституту виготовили нові ксилемні фільтри, які можуть відфільтровувати такі патогени як кишкова паличка та ротавірус. В результаті науковці дійшли висновку, що фільтр може видаляти бактерії із забруднених джерельних, водопровідних та підземних вод. Вони також розробили прості методики, які продовжують термін придатності фільтрів, що дозволяє деревним фільтрам очищати воду навіть після їх 2-річного зберігання у сухому вигляді.
У своїх інших дослідженнях ксилеми автори виявили, що природна здатність деревного матеріалу фільтрувати воду також мала деякі обмеження. Наприклад, коли деревина висихала, ситоподібні мембрани гілок почали прилипати до стінок, зменшуючи проникність фільтра та здатність пропускати воду. Однак науковці подолали такі обмеження простим способом: змочування невеликих поперечних зрізів ксилеми в гарячій воді протягом години і подальше занурення їх у етанол допомогло матеріалу ефективно продовжувати фільтрувати воду впродовж тривалого часу. Така методика продовжила термін зберігання фільтрів до двох років і більше.
Після проведеного аналізу у лабораторіях, науковці продовжили свої дослідження в Індії, де виготовили ксилемні фільтри з дерев східної білої сосни та протестували їх у місцевих користувачів. На основі відгуків громадян, команда розробила прототип простої системи фільтрації, оснащеної змінними ксилемними фільтрами, які очищали воду зі швидкістю один літр на годину. Результати продемонстрували, що фільтри видалили більше 99 % шкідливих мікроорганізмів із води.
Прототип простої системи фільтрації складається з ємності у верхній частині, яку користувачі наповнюють водою. Вода стікає по трубці довжиною 1 метр, через ксилемний фільтр, і виходить через отвір, керований клапаном. Фільтр можна змінювати щотижня залежно від потреб домогосподарства.
Фільтри на основі ксилеми сосни виготовляються з недорогих та доступних матеріалів і, як показують результати статті, є ефективними щодо видалення бактерій із забруднених вод.
Джерело інформації: https://news.mit.edu/2021/filters-sapwood-purify-water-0325
Підготувала Лапчук Іванна, студентка 4 курсу спеціальності 102 Хімія.