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振るだけで水を検査し浮かべるだけで殺菌する、電池も薬品も要らないカプセル

水が安全かどうかを調べ、必要なら殺菌もする。電池も薬品も使わず、手で振るだけで動く小さなカプセルを、延世大学のSang-Woo Kim教授らの研究チームが開発した。成果はNature Waterに掲載された。

カプセルの内部にはコイルと磁石が入っている。手で数秒振ると、磁石がコイルの中を動いて電気を起こす。この電力でTDS(総溶解固形分)センサーが水の中の溶けた物質の量を測り、結果をBluetoothでスマートフォンや腕時計に送る。TDSは水中の化学物質の汚染度の目安になる値だ。

測定の結果、化学物質の量が基準を下回れば、カプセルは自動で殺菌の段階に進む。カプセルを水面に浮かべると、風や歩行の振動で揺れ動く。この動きで外殻の誘電体と水の界面に静電気が発生する。表面のポリピロールという素材のナノロッド(微小な棒状の突起)のあたりに電場が集中し、細菌やウイルスの細胞膜に穴を開けて不活性化する。エレクトロポレーションと呼ばれる仕組みだ。

電池を積まず、塩素のような薬品も使わない。災害時やインフラが整っていない地域で、手元にある水が飲めるかどうかを判断し、飲めるようにする道具として想定している。

ただし、この装置で取り除けるのは微生物だけだ。ヒ素や農薬、工業排水に含まれる重金属のような化学汚染には対応しない。TDSの測定はあくまで目安であり、産業汚染が疑われる水域では別の検査が要ると、研究チームも説明している。

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FabScene編集部

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