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 水に入っている細菌のほとんどを殺菌する新しい方法を考案された。それは、とても効率的で、環境にも優しいという。

 この新しい方法では、化合物のシートに太陽から降り注ぐ紫外線を照射するだけで、そのまま1時間もすれば、水10リットルに潜む有害な細菌が殺菌されるそうだ。

 こうした水の浄化方法を「光触媒殺菌」といい、環境に悪い塩素やオゾン殺菌を使った既存の方法の代わりになるものとして期待されている。
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金属光触媒と非金属光触媒の欠点


 地球は今、温暖化や水不足という未来へ進んでいる。そんな未来で人々が困らぬよう、環境に優しい飲料水の浄化方法を確立することが喫緊の課題である。

 今回提案されているような浄水方法の仕組みはいたってシンプルで、特定の光の波長があるときに水の中で酸素反応を促進(あるいは触媒)してくれる光触媒を利用したものだ。

 この反応によって作られる「活性酸素種(ROS)」という分子が、細菌を殺してくれるのである。

 この用途に使える優れた金属触媒はいくつもある。しかし、生憎なことに、これらは水の中に金属の残留物を残してしまう。

 一方、ナノチューブやグラフェンのような非金属触媒ならばもっと安全だが、金属触媒に比べると効率の点で劣る。十分な活性酸素種が作られないのだ。


安全かつ効率的な光触媒


そこで、中国科学院と揚州大学の研究者は、実用的でありながら、毒性のない解決策を考案した。

 ポイントは、光を吸収し、十分な殺菌効果を得られるだけの活性酸素種を作ることができる、きわめて薄い合成素材「グラフィティック・カーボン・ナイトライド」のシートだ。

 これは、その潜在的なエネルギー保存性能ゆえに、近年専門家から脚光を浴びている素材である。

 これを使った浄水実験では、たったの30分で水50ミリリットルに入っていた大腸菌の99.9999パーセントを殺菌することができた。

 その性能は、ほかの非金属光触媒に比べて5倍という速さである。研究論文によれば、「最高の金属光触媒にも匹敵するほどの高い効率性」だという。

 しかも、これを行なってもシートは10分の1が消費されるだけだ。

2

ユニークな構造が高効率な殺菌性能を実現


 これほどの効率性が実現できるのは、この素材のユニークな構造に秘密がある。シートの端にはカルボキシル分子とカルボニル分子が添加されており、これがさらに電子を集めてくれる。

 この組み合わせに紫外線と可視光が当たると、「過酸化水素」という活性酸素種が効率的に作り出される。そして、これらが水の中の細菌の細胞壁を突破し、内部を破壊してから、水と酸素に乖離する。

 研究者によれば、最高なのは、このシステムを大規模に実施するのもそう難しくないことだという。

 グラフィティック・カーボン・ナイトライドは、低コストで簡単に合成することができるし、システム自体はとてもシンプルなので、それらを組み合わせても大した支出にはならないのである。

 幸先の良いスタートだ。ただし、このプロトタイプはほかの汚染物質を取り除くには十分ではない。

 安全な飲料水とするためには、重金属イオンを取り除き、pHを調整し、残留物を除去せねばならない。最終的には、そうした点まで考慮された装置が必要になる。

 この研究は『Chem』に掲載された。

References:sciencealert/ written by hiroching / edited by parumo
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コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 09:46
  • ID:koJneHf40 #

1/10の消費って結構でかい気が。メンテは割と頻繁に必要っぽいですね。
飲料水以外にも、掃除が難しい細かい場所に使用したトイレやお風呂なんかが既にあるようです。電灯程度の明かりでもいけるらしい。こちらはメンテナンスフリーにする必要がありそうですが飲むわけじゃないんで金属触媒でもおっけ。

2

2.

  • 2019年02月27日 09:58
  • ID:f2OGFnaz0 #
3

3. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 10:02
  • ID:.sudP4na0 #

そんな完膚なきまでに殺菌されるなら、逆に使いたくねぇw

4

4. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 10:30
  • ID:2V3Nr3H90 #

活性酸素の多く含まれた水を飲むのは有害なのでは?

5

5. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 10:54
  • ID:4vtsNCZB0 #

そもそも紫外線だけでかなり殺菌されてそう

6

6. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:13
  • ID:AHbwfN.U0 #

菌を殺す方法なら何十種類もあるのだけど、無害な菌や有益な菌まで殺してしまうのが問題なんだよ。
菌が存在しない水は菌同士の縄張り争いが発生しないから最初に繁殖した菌が爆発的に増えるケースが多い。
それが有害な菌だった場合は殺菌したことで有害な菌が繁殖するための下地を作ったことになってしまう。

7

7. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:16
  • ID:EaHkVGf70 #

5年位前に見た奴かな?
ウチでは日光に当てならの保存ができないから買わなかった。
農家とか地所があるなら欲しいと思った。

8

8. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:19
  • ID:V.qtLaM80 #

災害時における、飲み水の確保にこのシートがあれば、活躍しそう。

小惑星衝突後の生存者のサバイバルの様子を描いた漫画、「ブレイクダウン(さいとうたかを作)」でも、生き延びた主人公が行き着いた団地で、飲料水として使っていた川の水が汚染されていたために、生き残った板団地の住民が、ばたばた死んでいく情景が描かれていたけど(多分、赤痢かコレラだろう)、こういうことって、現実に起こりうるから。

こういう場合を考えたときの、非常持ち出し袋の中にこのシートがあるといいかもね。

9

9. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:19
  • ID:.LTJzr930 #

ほかの汚染物質を取り除けないのでは価値がない

10

10. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:28
  • ID:fy6z1PmK0 #

活性型の二酸化チタンとかやったらダメかな?メチレンブルーは熱帯魚に使った事あるけど、可視光での光活性が強いから使えると思う。

11

11. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:32
  • ID:irxY.5jF0 #

でも、ゴミは取り除けないんでしょ。

12

12. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:51
  • ID:koJneHf40 #

※4
細菌に感染するよりは長く生き延びるでしょう。
心配ならレモン汁でも落として飲めば、ビタミンCで大丈夫

13

13. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:54
  • ID:koJneHf40 #

※6
日本で飲料水適合基準に達するには有害だろうと無害だろうと、菌がまったく居ない必要がありまっせ。それに、すぐ飲むんだから問題なかろう

14

14. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 11:55
  • ID:koJneHf40 #

※8
冷静に考えたら、煮沸すればそれでいいんだけどねー

15

15. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 12:38
  • ID:orlgdeQg0 #

 そんなもんより水から放射性物質を完全に除去できる技術を考案してくれ!どこぞの首相が汚染水は完全にコントロールできているのでオリンピックやっても大丈夫!とか大風呂敷広げて困ってるんだわ・・・。

16

16. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 12:41
  • ID:RAFGiSiO0 #

>>9
単一の素材で様々な汚染物質を除去できるようなものがないから、何段階かのプロセスを経て浄化するんでしょう。これはその内のひとつが非常に効率的になるという事。
それとも、あれも除去できる、これもキレイになる、果ては放射能も浄化できますよ〜と謳うあのEM菌みたいな奴の方が有効だと?

17

17.

  • 2019年02月27日 12:51
  • ID:R3UfNKKL0 #
18

18. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 13:34
  • ID:RPZvwBSf0 #

光触媒とは違うのん?

19

19. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 13:41
  • ID:V.OhELI50 #

>>9
この分野のことなんにも知らないくせに

20

20. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 13:52
  • ID:cW.Dnzjo0 #

※6
間違ってはいないけど今のところ有害な菌だけ殺す方法なんて存在しないと思うよ
将来的には有害な菌と有益な菌が区別できるようになるといいけどね

21

21. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 14:18
  • ID:.7Y9D6NB0 #

太陽光って言ってほしいな
栃木県専用かと

22

22. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 14:20
  • ID:iTauSzfp0 #

ナントカ水ってインチキ臭いのが多いがこれは本物なのか?w

23

23. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 16:17
  • ID:PJFyAo1R0 #

太陽光じゃないとあかんのけ?
光触媒なら電灯でもええんとちゃうんけ?

24

24. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 16:28
  • ID:zay.YhyJ0 #

菌もいいけど、水槽の藻の繁殖と防げそう。

25

25. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 16:49
  • ID:7pcV1M750 #

ゲキツヨ納豆菌を入れれば他の菌を駆逐してくれそう

26

26. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 17:18
  • ID:koJneHf40 #

※15
放射性物質は水じゃないんだから、蒸留なり透過なりして純水作っちゃえば放射性物質とは無縁ですよん。

27

27. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 17:33
  • ID:oo3B5OAJ0 #

シート状にした東照宮に日光を当てるだけで魔物が一切侵入できなくなります。

28

28.

  • 2019年02月27日 17:49
  • ID:3SDAc4mG0 #
29

29. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 17:57
  • ID:2V3Nr3H90 #

水に放射線をぶち当てれば、水分子が活性酸素に変化するよね
[殺菌するだけ]なら、これでいいんじゃないの?

30

30.

  • 2019年02月27日 18:04
  • ID:KoElNCIu0 #
31

31. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 18:56
  • ID:cW.Dnzjo0 #

※26
重水が放射性物質ではないとはこれは驚いた

32

32. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 19:40
  • ID:f6raBfWn0 #

30分で水50ミリリットルしか処理できなくて、10分の1も消費されちゃったら廃棄物は多いし、ほとんどメリットがないような気がする。

33

33. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 21:59
  • ID:V.qtLaM80 #

※14
災害時には、その「煮沸」をするための熱源をどう確保するか、という問題も出てくるわけでして。

まあ、ほかの人のコメントでもある通りで、ごみや不純物の除去とかいろいろする必要があるので、このシートだけ単独にあっても、あまり意味はなさそうですけどね。

34

34. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 22:02
  • ID:V.qtLaM80 #

※21
たしかに、「日光だけ」と書かれると、地名の日光と区別がつかないよね。

35

35. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 22:04
  • ID:V.qtLaM80 #

※27
面白い。

とりあえず、東照宮をデザインした風呂敷を作って日光で売ろうか。

いや、それくらいなら、土産物屋で売ってるか。

36

36. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 22:26
  • ID:Ue2vcfpP0 #

※31
元コメが変なのはさておき、放射性なのは三重水素(トリチウム)なので普通の重水(二重水素+酸素)は放射性じゃないですよ。

37

37. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 22:26
  • ID:pBXMi2370 #

※4
もっともな疑問。触媒も多く消耗し、それは水に混ざるので、
効率・安全性共に飲料水に使うためのハードルは高いと思う。

※15
既に原発の横に多核種除去設備 (ALPS)というのがある。
家庭でも逆浸透膜なら同様に取り除ける。
トリチウムガーレベルの人には科学の素養を少しは身に付けてとしか言えない。

38

38. 匿名処理班

  • 2019年02月27日 22:49
  • ID:qYrc.TlQ0 #

※21
中禅寺湖だけを浄化できるフィルター!

39

39. 匿名処理班

  • 2019年02月28日 01:46
  • ID:Ev7VdQWh0 #

砂で濾過し活性炭で濾過しデカいゴミを除いた後にこのフィルムで殺菌して、最後に中空糸膜とかでフィルムの残骸を濾過すれば、電力無しでそれなりに長く安全に使えそうだな。

40

40. 匿名処理班

  • 2019年02月28日 03:06
  • ID:3JaPfsj.0 #

>>23
太陽光に含まれる紫外線によりとあるから紫外線LEDでもいけそうだね

41

41. 匿名処理班

  • 2019年02月28日 03:08
  • ID:3JaPfsj.0 #

触媒って減るの?

42

42. 匿名処理班

  • 2019年02月28日 09:42
  • ID:yTjZogN10 #

めんどくせーなー
次亜塩素酸ナトリウムいれとけよ

43

43. 匿名処理班

  • 2019年02月28日 11:52
  • ID:LVz4mJAz0 #

>この組み合わせに紫外線と可視光が当たると、「過酸化水素」という活性酸素種が効率的に作り出される。
つまり触媒つかって薄いオキシドール作るってことでおk?
除菌されてからも光当て続けるとそのうちに濃いオキシドールになるんかな?
それとも自然と分解されるんかしら?
疑問は尽きない

44

44. 匿名処理班

  • 2019年02月28日 21:55
  • ID:BDAR6jmV0 #

で、気になる値段はいくらなの?

45

45. 匿名処理班

  • 2019年02月28日 23:23
  • ID:hJ9nqSK10 #

過酸化水素って消毒薬でしょ。
直接入れるのとどっちが安いんだろう。

46

46. 匿名処理班

  • 2019年02月28日 23:37
  • ID:pu6V0FYU0 #

中国の科学技術は日本を遥かに越したなあ....

47

47. 匿名処理班

  • 2019年03月01日 02:58
  • ID:O9OD5shX0 #

>>46
えっ

48

48. 匿名処理班

  • 2019年03月01日 04:08
  • ID:xaxdXJrT0 #

もう0.1%くらい頑張らんかいwww

49

49. 匿名処理班

  • 2019年03月01日 04:30
  • ID:xaxdXJrT0 #

この化学者光の速さで行方不明になりそう。新しい癌治療が一般的に流布しないのと同じ理由でね。なんでかな~,
国際的な高血圧の基準値は160.日本では140.なんでだろうね。
製薬機関から      おっと誰かがペンポン鳴らしたぞい。おたっしゃで〜

50

50. 匿名処理班

  • 2019年03月01日 20:32
  • ID:OgZuUQ5L0 #

※49
病気がなくなると困る人、それは「医者と製」

おや、こんな時間に誰だろう。

51

51. 匿名処理班

  • 2019年03月21日 03:35
  • ID:JM9kVHXl0 #

画期的で素晴らしいけれど、飲んでも大丈夫ならいいよ。

52

52. 匿名処理班

  • 2019年04月21日 12:44
  • ID:sxYo.nhW0 #

※49
嫉妬ダメ 恐怖ダメ 利権ダメゼッタイ!

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