近年来,从2017年的哈维飓风到2021年的严寒,德克萨斯州发生了一系列风暴,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,该设备价格低廉——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。