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革命性奈米材料!磁控淨水技術同時解決藻類與細菌問題

日常生活中使用的廢水經過處理廠淨化後排入河流,近年來為解決水資源短缺問題,處理水的再利用範圍正不斷擴大。淨化過程需去除包括造成藻類滋生的磷元素,以及大腸桿菌等有害微生物。磷是肥料、清潔劑和動物排泄物等生活與工業廢棄物的主要成分,殘留水中會導致河川湖泊優養化。

韓國科學技術研究院水循環研究中心的崔在宇博士和趙京珍博士團隊,成功開發出新型水處理材料,能高效快速回收磷元素,同時殺滅有害微生物。這項突破性研究已發表於《先進複合材料與混合材料》期刊。

這種創新材料具有雙重功能:有效滅活水中大腸桿菌,並快速去除導致藻類滋生的磷元素。回收的磷可再製成肥料、清潔劑等工業原料,實現超越單純淨化的循環經濟模式。

研究團隊採用獨特的「海膽形」奈米結構,達成世界級磷回收效能。新材料僅需五分鐘就能從每公斤材料中回收約1.1公斤磷酸鹽,效率遠超現有技術。特別值得一提的是,這項技術設計為無需電力的環保系統,利用外部磁場精確控制材料移動,能耗比傳統水處理技術降低99%以上,大幅減少碳排與能源成本。

這項技術適用於污水處理廠、淨水廠、畜牧業和工業廢水處理等多種環境。尤其能在高磷營養鹽濃度的工農業場域,同步去除藻類誘發物質並回收資源。其消毒功能更能確保水質安全,且無需額外電力或複雜設施,特別適合能源基礎建設不足的偏遠地區。

未來可應用於攜帶式淨水裝置、災害應急淨化系統、開發中國家移動設施等場域,也能整合至智慧農業、精準農作、環保工業園區等綠色科技產業。

崔在宇博士強調:「這項研究將除磷與滅菌兩道工序合而為一,為各種水質環境提供低能耗解決方案。」趙京珍博士補充:「我們證明無需氯或電力就能有效消毒大腸桿菌,未來可發展成節能消毒技術。」第一作者鄭永均博士則指出:「海膽結構材料的快速磷回收與磁場精準控制技術,極具發展為多功能水處理平台的潛力。」

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