近年来，从2017年的哈维飓风到2021年的严寒，德克萨斯州的一系列风暴使大部分人口处于危险之中，数百万人长时间没有电或水。
这些灾难也促使德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的一名研究人员重新将工作重点放在能够帮助社区应对恶劣天气事件的创新上。她最新的项目是一个杯子大小的装置，它可以利用一小股电流来快速清洁水中的细菌细胞。在实验室实验中，该设备能够在大约20分钟内从奥斯汀沃勒溪(Waller Creek)的2至3盎司样本中去除99.997%的大肠杆菌，而且还能做得更多。
“我们能够用很少的能量来清洁水，因为我们用电场来引导细菌细胞，而大多数细菌细胞是天然的游泳者，它们将自己推进电极，并被活捉，”科克雷尔工程学院沃克机械工程系的副教授艾玛·范(D. Emma Fan)说，她领导了最近发表在ACS Nano上的这项研究。
该装置的关键是研究小组先前创造的一个“分支”电极。该专利电极的结构是基于树木的根系，树枝在几个方向上移动。
当通电时，该装置会产生一个吸引大肠杆菌细胞的磁场。它们心甘情愿地“游”进电极分支。
电极采用石墨泡沫材料，在电场中兼容耐用，可连续工作数小时。除了效率高之外，该设备还很便宜——制造泡沫包裹电极的成本不到2美元。
它也很容易使用。首先，把装满电极的杯子浸入水中。接下来，给它一个电击，等待，让电极把细菌捞出来。然后，等一下，把水倒掉，现在就可以喝了。
研究人员目前正在研究将其商业化的方法，下一步是简化杯子的设计。用来从沃勒溪净水的是一个3d打印的原型。该团队希望进一步简化插入和取出电极的过程。
在目前几种不同的简单商业水过滤方法中，每一种都有明显的缺陷。消毒药会释放出氧化剂，如果误食会对人体有害。反渗透系统需要高水压，太阳能蒸需要持续的阳光，在自然灾害中不可靠。
此外，电能的使用可以与储存能量的电池相结合，可以很容易地在家里、办公室或汽车上使用。能源成本也远低于各种新兴技术，如太阳能蒸的千分之一。
该装置中使用的电极最初是为超级电容器制造的。据估计，到2050年，德克萨斯州的人口将翻一番，而且在哈维之后，需要研究应对能力，这促使范将工作重点放在自然灾害上。
在停电或缺水的情况下，拥有这种技术设备的人可以开车到小溪或溪流旁，通过简单的直流-交流转换器将其连接到汽车电池上，净化水带回家作为饮用水。它也可以用同样原理的太阳能电池板供电。
“当我们的供水基础设施瘫痪时——没有水，没有气，没有电——我们需要使用点设备来清洁我们可以从池塘，溪流或河流中提取的水，”范说。“我们相信我们的设备总有一天能满足这一需求。”
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希望本篇文章《从小溪和溪流中提取饮用水的净水杯》能对你有所帮助！
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