Solarklaw alternatywą dla autoklawu

W krajach rozwiniętych narzędzia medyczne sterylizuje się często w autoklawach. Co jednak zrobić, by zapobiec zakażeniom tam, gdzie nie ma dostępu do energii elektrycznej? Zespół Naomi Halas i Oary Neumann z Rice University zaproponował solarklaw, który wykorzystuje słońce i właściwości termodynamiczne nanocząstek.

Urządzenie Amerykanów składa się m.in. ze zwierciadła wklęsłego i kapsuły z cieczą (rozproszone w wodnym roztworze nanocząstki metali i węgla pełnią funkcję fototermicznych podgrzewaczy).

Co istotne, nanocząstki absorbują energię o wiele szybciej od cieczy, przez co powstaje duża różnica temperatury. Ciepło jest transferowane do pobliskich cząsteczek wody i rozpoczyna się parowanie. Proces jest bardzo wydajny, bo 20% energii służy do podniesienia temperatury cieczy, a 80% pozwala uzyskać i podtrzymać wytwarzanie pary.

Nanocząstki mogą generować znaczące ilości pary przy temperaturze 70 st. Celsjusza. Podczas eksperymentów udawało się również uzyskać parę po umieszczeniu kapsuły w kąpieli lodowej (temperatura nieznacznie przekraczała zero).

Technologię wykorzystano w 2 prototypach: 1) systemie o cyklu zamkniętym, gdzie można wyjaławiać narzędzia medyczne oraz inne dość drobne przedmioty i 2) układzie otwartym, przeznaczonym do sterylizowania odpadów ludzkich i zwierzęcych. Autorzy artykułu z PNAS wyliczyli, że by przetworzyć mocz i odchody 4 dorosłych osób, wystarczy uruchamiać solarklaw 3 razy w tygodniu.

Naukowcy przetestowali swój wynalazek na Gram-dodatnich bakteriach Geobacillus stearothermophilus. Są one termofilami - żyją m.in. w gorących źródłach - a mimo to oba solarklawy zabiły w ciągu 30 min wszystkie mikroorganizmy z próbek.
Zespół dodaje, że nanocząstki można wykorzystywać wielokrotnie, nie trzeba też dysponować dużą ilością wody.

solarklaw nanocząstki zwierciadło sterylizacja narzędzia medyczne para roztwór Naomi Halas Oara Neumann