研究人员发现，裸子植物的木质部组织可用于滤除水分中的污染物。
松树和银杏树等不开花树木的内部含有边材（sapwood），边材内衬的类稻草导管被称作木质部（xylem）。吸水木质部导管通过薄膜相互连接。薄膜起到了天然过滤网的作用，能够滤除水和树液中的气泡。
美国麻省理工学院（MIT）的工程师们一直在研究边材的天然过滤能力，也曾用边材树枝的剥皮截面制作过简易过滤器。他们发现，这种设计虽然技术含量较低，但确实能够有效清除细菌。
当地时间3月25日，该团队在《自然通讯》杂志中阐述了改进的过滤技术，并证明其在现实生活中也能发挥作用。在实验室测试中，新的木质部过滤器滤除了大肠杆菌和轮状病毒等病原体。
随后，研究人员将净水技术带到印度，用当地的树木制作了过滤器，并进行了现场测试。结果表明，配有可替换木质部过滤器的简易过滤系统能够以1L/h的速率净化水。
其中，新技术对大肠杆菌和轮状病毒等污染物的清除率超过99%，使饮水达到了世卫组织规定的“二星综合保护”级别。
然而，在研制过程中，研究人员也发现了木质材料的自然过滤局限性。例如，随着木材逐渐干燥，筛状膜会粘附在导管壁上，过滤器的渗透性也被削弱。最终，过滤器还可能完全堵塞。研究人员用简单的方法解决了上述问题。论文作者Krithika Ramchander将边材的小横截面在热水中浸泡一小时，将其浸入乙醇后晾干。晾干的材料保留了渗透性，并且不会再堵塞。这成功延长了过滤器的保质期，使其能在干燥状态下保存（至少）两年后，依然具备良好的净水效果。
目前，研究人员正在探索大规模应用（尤其是在饮用水污染的地区）木质部过滤器的方法。研究团队建立了一个开源网站，用以提供以各类树木设计、制作过滤器的指导方案。
MIT教授Rohit Karnik说：“由于原材料随处可得，制造过程也很简单，这种过滤器很容易在社区中推广。我们希望木质部过滤器，能够充当饮水困难地区居民的水质健康守护神。”
Ramchander说：“过滤器能够处理细菌污染物。但它是否也能处理砷和氟化物等化学污染物？我们还不得而知。”
研究人员Megha Hegde补充：“根据反馈信息，用户评价很高的点在于，这种过滤器是用人人都认识、随处可见的天然材料制作的。我们还发现，相较于一次性支付大量费用，低收入家庭人群更倾向于每天支付少量净水费用。新型过滤器正好能弥补现有过滤器的缺点，后者的更换成本实在太高了。”
科界原创
编译：德克斯特
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《自然通讯》
期刊编号：2041-1723
原文链接：
https://techxplore.com/news/2021-03-filters-tree-purify.html
版权声明：本文由科界平台原创编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源科技工作者之家—科界App。
