潔凈的飲用水問題已經(jīng)迫在眉睫。2010年舉行的聯(lián)合國大會上人們達成共識，使用衛(wèi)生設(shè)備和干凈的飲用水源是每個人的基本權(quán)利，但是仍有十億人口處于難以獲取干凈的飲用水源的狀態(tài)。

但設(shè)想一下,如果你可以在你的后院舀一桶水,把它放在陽光下,看著毒素和細菌像除泡沫一樣消失，你將成為這場干凈飲用水危機的拯救者。

卡內(nèi)基梅隆大學的機械工程助理教授Venkat Viswanathan和一組研究人員設(shè)計了一個概念性的設(shè)備,僅僅通過吸收陽光就可以凈化污水。本質(zhì)上說，這個設(shè)備將污染水和太陽光結(jié)合起來生成可飲用水資源。

“理論上，”Viswanathan說道：“你可以加一小塊這種材料在桶中的水里，將桶放在室外，該材料會吸收太陽光。我們所做的，本質(zhì)上就是利用太陽的能量激發(fā)或者氧化水，將其變成有潔凈能力的化合物?！?

Viswanathan演說中提到的材料很簡單：它是一種由二氧化錫或二氧化鈦組成的棒狀材料，可以吸收太陽光使水氧化，生成過氧化氫。

“人們嘗試了很長時間研發(fā)一種可以模仿樹葉的材料，這種材料可以將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成燃料，”Viswanathan說道：“樹葉可以將它們轉(zhuǎn)化成纖維素和葡萄糖，為了模仿這個過程，你需要做的是將水轉(zhuǎn)化成氧氣。而二氧化錫和二氧化鈦能成為候選物質(zhì)的原因是它們在將水轉(zhuǎn)化成氧氣方面糟糕的表現(xiàn)。它們將水氧化的能力最差，也正因此它們在這個過程里表現(xiàn)很好?！?

二氧化鈦和二氧化錫是非常穩(wěn)定的化合物，換句話說，它們不易反應(yīng)，任何化學物質(zhì)都很難接近它們。它們對其它的化合物具有很弱的約束力，引發(fā)過氧化氫的生成。利用來自太陽的光子能量，二氧化鈦和二氧化錫可以將水分子轉(zhuǎn)化成過氧化氫分子。

然后，一旦過氧化氫清除完水中的細菌和有機污染物，由于在水中不穩(wěn)定，過氧化氫就會自行降解。

Viswanathan解釋道：“當催化反應(yīng)完成后，只要將水多放在太陽光下暴露一會。當水稍微升溫，過氧化氫會分解為水和氧氣。”

據(jù)預(yù)測到2020年將有三十億人不能夠喝上干凈水，Viswanathan說。但是他希望他們團隊的設(shè)備最終能夠生產(chǎn)并的到應(yīng)用，這樣這個數(shù)字就會下降。

“水將是未來世紀的巨大的挑戰(zhàn),因此解決挑戰(zhàn)是相當重要的,”Viswanathan說?！拔蚁Ｍㄟ^這個設(shè)備給我們提供一個水處理解決方案。這個設(shè)備如果按我們想象的方式工作,那將能夠真正獲得干凈的飲用水來填補十億人干凈水源的缺口?！?