Zaopatrzenie w czystą wodę pitną zawsze było uważane za podstawowe prawo człowieka w wielu regionach, ale sytuacja w wielu częściach świata jest zupełnie inna. Trzeci świat walczy o czystą wodę pitną. Nowy typ aluminiowego systemu sanitarnego opartego na laserach może pomóc krajom rozwijającym się w zapewnieniu czystej wody i ratowaniu życia.
Zespół badawczy pod kierownictwem Subhasha Singha z Instytutu Optyki Uniwersytetu Rochester w Nowym Jorku uważa, że sanitacja wody oparta na energii słonecznej może być kluczem do zapewnienia zrównoważonej, czystej wody dla szybko rosnącej populacji świata. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Sustainability.
Na rynku jest wiele systemów wykorzystujących światło słoneczne do oczyszczania wody. Ale te systemy mają oczywiste wady: problemy ze skalowalnością. System, który może dezynfekować małą grupę ludzi lub rodzinę, może nie być zbyt przydatny dla całego miasta lub wioski. W połączeniu z wysokimi kosztami systemu dezynfekcji wody 1 na 9 osób (około 785 milionów ludzi) nie może dostać czystej wody. Każdego roku milion ludzi na całym świecie umiera z powodu braku czystej wody.
Zespół badawczy odkrył kilka problemów z obecnym systemem sanitacji wody, w szczególności problem parowania powierzchni międzyfazowej napędzanego energią słoneczną. Innym problemem jest efekt blokowania, który poważnie zmniejsza wydajność sprzętu. Ponadto istnieje bardzo ważny problem: obecne oczyszczacze słoneczne mogą jedynie wyeliminować zanieczyszczenia biologiczne. Istnieje również wiele innych zanieczyszczeń, zwłaszcza metali ciężkich, które nie zostały oczyszczone.
Zespół zaleca użycie powierzchni o super absorpcji wody i super światła do odkażania wody energią słoneczną. Ta powierzchnia o super absorpcji wody i super absorpcji światła składa się z aluminium, które jest łatwe do uzyskania i tanie.
Jednak surowe aluminium nie ma właściwości wchłaniających wodę, a jego powierzchnia jest odblaskowa. Aby rozwiązać ten problem, zespół badawczy wykonał laserowe przetwarzanie aluminium za pomocą femtosekundowych impulsów lasera. Porowata powierzchnia uzyskana dzięki tej obróbce laserem umożliwia przepływ wody ze stałą prędkością około 2 milimetrów na sekundę pod wpływem grawitacji. Oznacza to, że woda może zostać przetransportowana na powierzchnię urządzenia pochłaniającego energię słoneczną w celu dezynfekcji.
Dlatego tę porowatą powierzchnię można zamontować na platformie pływającej pod dowolnym kątem, aby zwiększyć zasięg promieni słonecznych. Oznacza to również, że panel ten jest podłączony do systemu śledzenia słońca, aby śledzić trajektorię słońca' i utrzymywać poziom dezynfekcji w najlepszym stanie.
Zespół badawczy zbadał nie tylko wodę zanieczyszczoną biologicznie, ale także wodę zanieczyszczoną metalami, odpadami z gospodarstw domowych i rolniczych oraz innymi zanieczyszczeniami i stwierdził, że spełnia ona standardy WHO dotyczące bezpiecznej wody pitnej.