گروهی از محققین مؤسسه فناوری فدرال زوریخ (ETH Zurich)، موفق به ساخت نوعی فیلتر نانویی شده‌اند که قادر به از بین بردن ویروس‌های موجود در آب است. سیستم جدید، نه تنها برای از بین بردن طیف وسیعی از ویروس‌ها بسیار کارآمد است، بلکه با توجه به قیمت تمام شده پایین‌تر نسبت به گزینه‌های فعلی، می‌تواند تحولی در سیستم‌های تصفیه آب ایجاد نماید.

برخی ویروس‌ها مانند ویروس کرونا، می‌توانند از طریق هوا پخش شوند. در مقابل، گروه دیگری از ویروس‌ها در آب پخش شده و باعث بیماری‌های بالقوه خطرناکی، از جمله در دستگاه گوارش می‌شوند. مقابله با این ویروس‌ها، از علاقه‌مندی‌های بسیاری از محققین و شرکت‌های فناور دارویی در سطح جهان است. در حال حاضر، فناوری‌های مورد استفاده برای حذف این ویروس‌ها از آب، عمدتاً مبتنی بر اسمز معکوس یا فناوری‌های نانویی موجود برای فیلتراسیون است که اغلب بسیار گران بوده و در عین حال، اثرات خطرناکی بر محیط‌زیست دارند. لازم به ذکر است که فناوری اسمز معکوس، از مقدار زیادی انرژی استفاده نموده و نانو فیلترها هم از مواد پایه نفتی ساخته می‌شوند. در واکنش به این چالش، محققین مؤسسه فناوری فدرال زوریخ، با تأکید بر توسعه یک روش آسان و ارزان برای تصفیه و تمیزسازی آب، یک غشای فیلتراسیون جدید تولید نموده‌اند که هم مؤثر و هم سازگار با محیط‌زیست است.

سیستم جدید، قادر به از بین بردن انواع ویروس، اعم از آدنو ویروس‌ها (عامل ۲ تا ۵ درصد از عفونت‌های تنفسی کودکان و بسیاری از موارد سرماخوردگی در بزرگسالان) و رترو ویروس‌ها (عامل تضعیف سیستم ایمنی بدن نظیر ویروس HIV) بوده و از این منظر بسیار مؤثرتر از نمونه‌های فعلی است. به این منظور، از آمیلوئید فیبریل‌ها (Amyloid Fibrils) استفاده شده که با نانو ذرات هیدروکسید آهن ترکیب می‌شوند.

برای تولید آمیلوئید فیبریل‌های مورد نیاز، پروتئین‌های آب‌پنیر را از شیر به یک محلول اسیدی اضافه کرده و تا 90 درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند. سپس، قبل از افزودن نمک آهن، «pH» را افزایش داده تا نانوذرات هیدروکسید متصل به الیاف تشکیل شوند. این ترکیب خلاقانه فیبرها و نانوذرات هیدروکسید، برای فیلتراسیون نهایی و گرفتن ویروس‌های موجود در آب بسیار مؤثر است. در حالی که فیبرها ماتریس کاملی را برای حمایت از نانوذرات فراهم می‌کنند، آهن (با بار مثبت)، می‌تواند ویروس‌ها (با بار منفی) را جذب و غیر فعال نماید.

آزمایشات اولیه نشان داده که فیلتر جدید، قادر به از بین بردن انواع مختلف ویروس بوده که به‌طور ویژه، می‌توان به ویروس‌های ایجادکننده عفونت‌ در دستگاه گوارش اشاره نمود. عفونت دستگاه گوارش، سالیانه بیش از یک میلیون نفر را در کشورهای درحال‌توسعه از بین می‌برد. به همین دلیل، فناوری مقرون‌به‌صرفه‌ای که بتواند از این ضایعه جلوگیری نماید، از منظر تجاری بسیار ارزشمند خواهد بود. علاوه بر این، فیلتر یاد شده می‌تواند ویروس آنفلوانزای «H1N1» و همچنین ویروس جدید «SARS-CoV-2» موجود در آب را به‌طور کامل از بین ببرد. یکی از اعضای تیم تحقیق می‌گوید: «ما می‌دانیم که ویروس کرونا به‌طور عمده از طریق قطرات و آئروسل منتقل می‌شود، اما حتی در همین مقیاس هم ویروس نیاز به احاطه توسط آب دارد. این واقعیت که ما می‌توانیم ویروس را به‌طور بسیار کارآمد از آب حذف کنیم، کاربرد گسترده فیلتر ابداعی را نشان می‌دهد».

گفتنی است، این فناوری در ابتدا برای تصفیه‌خانه‌های فاضلاب یا آب آشامیدنی طراحی گردیده، اما می‌تواند در سیستم‌های فیلتراسیون هوا نیز اعمال شود. به‌عنوان مزیت نهایی، فناوری با حداقل انرژی لازم کار کرده و نیاز به انرژی اضافی ندارد. همچنین، پس از استفاده به راحتی کمپوست شده و این ویژگی‌ها باعث می‌شود که در موقعیت‌های مختلف، از جوامع روستایی گرفته تا شهری و کشورهای توسعه‌یافته و درحال‌توسعه، یک گزینه تجاری و فوق‌العاده کاربردی باشد.

مرجع: «European Scientists»