تأمین آب آشامیدنی پاک همواره به عنوان یک حق اولیه انسانی در بسیاری از مناطق در نظر گرفته شده است، اما وضعیت در بسیاری از نقاط جهان بسیار متفاوت است. جهان سوم برای آب آشامیدنی پاک دست به گریبان بوده است. نوع جدیدی از سیستم بهداشت آلومینیوم مبتنی بر لیزر می تواند به کشورهای در حال توسعه کمک کند تا آب پاک را فراهم کنند و جان مردم را نجات دهند.
یک تیم تحقیقاتی به رهبری سوبهاش سینگ از موسسه اپتیک دانشگاه روچستر در نیویورک معتقد است که بهداشت آب مبتنی بر خورشیدی ممکن است کلید تأمین آب پاک پایدار به جمعیت جهان که به سرعت در حال رشد است باشد. نتایج تحقیق در مجله Nature Sustainability منتشر شد.
سیستم های زیادی در بازار وجود دارند که از نور خورشید برای تصفیه آب استفاده می کنند. اما این سیستم ها معایب آشکاری دارند: مسائل مقیاس پذیری. سیستمی که بتواند گروه کوچکی از مردم یا یک خانواده را ضدفونی کند، ممکن است برای کل یک شهر یا روستا استفاده چندانی نکند. همراه با هزینه بالای سیستم ضدفونی آب، ۱ نفر از هر ۹ نفر (تقریباً ۷۸۵ میلیون نفر) نمی توانند آب پاک دریافت کنند. هر ساله یک میلیون نفر در سراسر جهان بر اثر کمبود آب پاک جان خود را از دست می دهند.
تیم تحقیقاتی مشکلات متعددی را با سیستم بهداشتی آب فعلی به ویژه مشکل تبخیر رابط خورشیدی محور کشف کردند. مشکل دیگر اثر مسدود کردن است که کارایی تجهیزات را به شدت کاهش می دهد. علاوه بر این، یک مشکل بسیار مهم وجود دارد: پورفیزرهای خورشیدی فعلی تنها می توانند آلودگی زیستی را از بین ببرند. همچنین تعداد زیادی آلاینده دیگر به ویژه فلزات سنگین وجود دارد که درمان نشده اند.
این تیم استفاده از سطحی با جذب آب فوق العاده و جذب فوق العاده نور را برای بهداشتی کردن آب با انرژی خورشیدی توصیه می کند. این سطح با جذب آب فوق العاده و جذب نور فوق العاده از آلومینیوم تشکیل شده است که به راحتی به دست آوردن و کم هزینه است.
با این حال آلومینیوم درمان نشده خواص جذب کننده آب ندارد، و سطح آن بازتابنده است. برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی آلومینیوم را با پالس های لیزری فمتوزکوند لیزر کردند. سطح متخلخل ایجاد شده توسط این درمان لیزری به آب اجازه می دهد تا با سرعت ثابت تقریباً ۲ میلی متر در ثانیه تحت تأثیر گرانش اجرا شود. یعنی می توان آب را برای ضدعفونی به سطح دستگاه جذب خورشیدی منتقل کرد.
بنابراین این سطح متخلخل را می توان در هر زاویه ای بر روی سکوی شناور نصب کرد تا بروز پرتوهای خورشیدی افزایش یابد. این همچنین به این معنی است که این پنل برای ردیابی مسیر خورشید و نگه داشتن سطح ضدفونی در بهترین شرایط به سیستم ردیابی خورشید متصل است.
این تیم تحقیقاتی نه تنها آب آلوده بیولوژیکی را آزمایش کردند، بلکه آب آلوده به زباله های فلزی، خانگی و کشاورزی و دیگر آلاینده ها را نیز آزمایش کردند و دریافتند که استاندارد WHO برای آب آشامیدنی سالم را برآورده کرده است.