Сличан садржај
- Овај соларни уређај у облику куглице функционише у најблизавијим данима
Изум назван соларни клас могао би помоћи у спречавању милиона годишњих инфекција које су последица неправилно очишћене медицинске опреме. Фото: Оара Неуманн
Аутоклав - уређај који ствара паре за убијање бактерија и стерилисање медицинске опреме - изумљен је још давне 1879. године. Али 134 године касније, инфекције које се развију као последица неправилно стерилизоване медицинске опреме још увек процењују се да погађају стотине милиона људи сваки године, углавном у свету у развоју. На местима са ограниченим приступом технологији аутоклавирања, заједно са недоследним напајањем, многи људи се и даље подвргавају операцијама са опремом која делује бактеријама, вирусима и другим патогенима.
Добра вест је, међутим, да би се овај проблем могао ускоро решити, захваљујући уређају званом соларни клас, који је развила група инжењера на челу са Оаром Неуманн и Наоми Халас са Универзитета Рајс. Њихов уређај, описан у данашњем чланку објављеном у Зборнику Националне академије наука, користи снагу Сунца - заједно са јединственим карактеристикама специфичних наночестица - за санитирање медицинске опреме и других инструмената без потребе за спољним извором електричне енергије.
Истраживачи нису били први тим који је имао идеју о коришћењу соларне енергије за стерилизацију опреме, али ово је први функционални прототип који је прошао стандардне тестове стерилизације на нивоу ФДА. Конвенционални аутоклави користе електричну енергију за производњу паре, али овај уређај то чини ослањајући се на металне и угљеничне наночестице (ситне честице промјера десет десет центиметара) које су раштркане у воденом раствору.
Термодинамичке карактеристике наночестица узрокују да апсорбују енергију много брже од околне течности, стварајући велику температурну разлику јер се сунчево светло скупља огледалом и његова топлота се усмерава у раствор. Топлина се затим преноси у молекуле воде које су близу наночестица и претвара их директно у пару. Овај дизајн омогућава претварање соларне енергије у пару на изузетно ефикасан начин - само 20 процената енергије користи се за подизање температуре течности, а преосталих 80 процената помаже у производњи и одржавању парне купељи.
За разлику од тога када се вода нормално прокуха и претвори у пару, наночестице су у стању да стварају знатне количине паре на 70 степени Целзијуса, када је раствор још увек испод тачке кључања (нешто паре је чак генерисано када су истраживачи ставили капсулу са течношћу у ледена купељ, држећи је мало изнад нула степени Целзијуса). Као резултат тога, соларни клас може да изводи оно што је обично изузетно енергетски интензиван процес - стерилисање медицинске опреме - користећи само ограничени интензитет соларне енергије.
Истраживачи су користили ову технологију за производњу два повезана прототипа који могу радити и ван мреже. Један је систем затвореног круга дизајниран за стерилизацију медицинске опреме и других релативно малих предмета; други омогућава унос и предвиђен је за стерилизацију људског и животињског отпада како би се смањило ширење болести, што је стални проблем у земљама у развоју. Ако се оперише три пута недељно, истраживачи процењују да може да прерађује урин и измет који производи породица четверо одраслих.
Прототипове је тестирала њихова ефикасност у уништавању Геобациллус стеаротхермопхилус, врсте бактерија које расту у врућим изворима и другим топлим окружењима, па је стога теже уклонити грејањем од већине других врста микроба. Оба соларна класа су прошла тест, убивши све бактерије у узорку током 30 минута.
Током тестова, соларни клас ефикасно убија бактерије, што указује да може успешно стерилисати медицинску опрему. Слика преко корисника Флицкр минамеиссхарсха
Ако се ова врста технологије може произвести у масовним размерама, она има потенцијал да помогне у великој мери да смањи количину инфекција широм света. Наночестице се не троше током процеса стерилизације, па се могу користити у недоглед и релативно мале количине воде се користе током сваког циклуса. Истраживачи су такође покушали да користе компоненте са ниским ценама кад год је то могуће, али пошто је уређај још увек у фази прототипа, тешко је рећи која би коначна цена била.
Сунчев клас се, због проблема са трошковима, потенцијално може користити у свим врстама околности где је приступ електричној енергији главно ограничење. Најнепосредније примене су стерилизација медицинске опреме и људског отпада, али истраживачи нагађају да би се иста технологија могла на крају користити за прочишћавање воде и ограничавање ширења бактерија у прехрамбеним производима. Изузетна ефикасност дизајна у производњи паре, кажу, могао би се једног дана чак и користити у производњи електричне енергије.
