Maar liefst een derde van de wereldbevolking heeft geen toegang tot schoon drinkwater, volgens sommige schattingen, en tegen 2025 zou de helft van de bevolking in gebieden met waterschaarste kunnen wonen. Het vinden van een oplossing voor dit probleem kan het leven van miljoenen mensen redden en verbeteren, en het heeft een hoge prioriteit bij wetenschappers en ingenieurs over de hele wereld.

Wetenschappers en ingenieurs van de Universiteit van Texas in Austin hebben een hydrogeltablet gemaakt dat verontreinigd water snel kan zuiveren. Eén tablet kan een liter rivierwater desinfecteren en binnen een uur of minder drinkbaar maken.

"Onze multifunctionele hydrogel kan een groot verschil maken in het verminderen van wereldwijde waterschaarste, omdat het gemakkelijk te gebruiken is, zeer efficiënt en potentieel schaalbaar tot massaproductie, " zei Guihua Yu, een universitair hoofddocent aan de Walker Department of Mechanical Engineering van de Cockrell School of Engineering en het Texas Materials Institute.

Yu en zijn team publiceerden onlangs hun bevindingen in het tijdschrift Geavanceerde materialen .

Vandaag, de belangrijkste manier om water te zuiveren is door het te koken of te pasteuriseren. Maar dat kost energie, plus veel tijd en werk. Dat is niet praktisch voor mensen in delen van de wereld zonder de middelen voor deze processen.

De speciale hydrogels genereren waterstofperoxide om bacteriën te neutraliseren met een efficiëntie van meer dan 99,999%. Het waterstofperoxide werkt met actieve kooldeeltjes om essentiële celcomponenten van bacteriën aan te vallen en hun metabolisme te verstoren.

Het proces vereist geen energie-input en creëert geen schadelijke bijproducten. De hydrogels kunnen eenvoudig worden verwijderd, en ze laten geen residu achter.

Naast het zelf zuiveren van water, de hydrogels zouden ook een proces kunnen verbeteren dat al duizenden jaren bestaat:zonnedestillatie, het gebruik van zonlicht om water te scheiden van schadelijke verontreinigingen via verdamping.

Zonnedestillatiesystemen hebben vaak te maken met problemen met biofouling, de opeenhoping van micro-organismen op apparatuur waardoor deze defect raakt. De bacteriedodende hydrogels kunnen dit voorkomen.

"Een zeer waakzame afgestudeerde student, Youhong Guo, deze hydrogels onverwachts ontdekte terwijl ik iets anders deed, dat is het zuiveren van water met zonlicht, " zei Keith Johnston, een professor in de McKetta Department of Chemical Engineering die het project mede leidde.

Het team werkt aan het verbeteren van de hydrogels door het verhogen van de verschillende soorten pathogenen en virussen in water die ze kunnen neutraliseren. En het team is ook bezig met het commercialiseren van verschillende prototypes.

Het opschalen van de hydrogels zou eenvoudig zijn, zeggen de onderzoekers. Materialen om ze te maken zijn goedkoop, en de syntheseprocessen zijn eenvoudig en blijven zo op grote schaal. En ze kunnen gemakkelijk de vorm en grootte van de hydrogels regelen, waardoor ze flexibel zijn voor verschillende soorten gebruik.