021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

ماموریت یک دانشمند جوان برای آب پاک

Deepika Kurup

A young scientist's quest for clean water

Deepika Kurup has been determined to solve the global water crisis since she was 14 years old, after she saw kids outside her grandparents' house in India drinking water that looked too dirty even to touch. Her research began in her family kitchen -- and eventually led to a major science prize. Hear how this teenage scientist developed a cost-effective, eco-friendly way to purify water.


تگ های مرتبط :

Bacteria, Chemistry, Big Problems
هر تابستون من و خانوادم دور دنیا سفر می‌کنیم، چهار هزار و پانصد کیلومتر آن طرف‌تر به کشور هند، سرشار از فرهنگ‌های متنوع در حال حاضر، اسم هند بخاطر گرمای شدیدش و هوای شرجیش بد در رفته است. تنها رهایی از این گرما برای من اینه که مقدار زیادی آب بخورم. الان، در حالی که در هند هستم والدینم همیشه به من یادآوری می‌کنند که فقط آب جوشیده شده یا بسته بندی شده بخورم، چون برخلاف اینجا در آمریکا، جایی که می‌توانم به راحتی با باز کردن شیر، آب تازه و قابل استفاده بدست بیارم، در هند، آب معمولا آلوده هست. بنابراین والدینم باید مطمئن بشن آبی که ما می‌نوشیم امن هست.
به هر حال من خیلی زود متوجه شدم که همه به اندازه کافی خوش‌شانس نیستن تا از آب پاک مثل ما لذت ببرن. خارج از منزل پدربزرگم در خیابان‌های شلوغ هند، مردمی رو دیدم که در صف‌های طولانی ایستاده بودند زیر آفتاب سوزان و ظرف‌هایی رو از یک شیر آب پر می‌کردند. من حتی کودکانی رو دیدم، که همسن من به نظر می‌رسیدن، و بطری‌های پلاستیکی تمیز رو با آب کثیف جوب‌های کنار خیابان پر می‌کردند. نگاه کردن به این بچه‌ها که مجبور بودن آبی رو بنوشن که حس می‌کردم اونقدر کثیفه که حتی نمیشه دست بهش زد
درک من رو از جهان تغییر داد. این بی‌عدالتی غیر قابل قبول اجتماعی من رو وادار کرد تا راه‌حلی پیدا کنم برای مشکل آب پاک در جهان ما. میخواستم بدونم که چرا این بچه‌ها کمبود آب دارند، ماده‌ای که برای زندگی ضروریه. و یاد گرفتم که ما داریم با یک بحران آب جهانی مواجه میشیم. حالا، این شاید غافلگیر‌کننده بنظر برسد، که ۷۵٪ سیاره‌ی ما از آب پوشیده شده، اما فقط ۲.۵٪ اون آب شیرینه، و کمتر از یک درصد ذخایر آب شیرین زمین برای مصرف انسان در دسترسه. با افزایش جمعیت،
پیشرفت صنعتی و رشد اقتصادی، نیاز ما به آب پاک در حال افزایشه، در صورتی که منابع آب شیرین ما مکرراً در حال به اتمام رسیدن هستنتد. با اسناد به سازمان جهانی بهداشت، ۶۶۰ میلیون نفر در جهان به منبع آب تمیز دسترسی ندارند. و عدم دسترسی به آب پاک یکی از علل اصلی مرگ، در کودکان زیر ۵ سال و در کشورهای در حال توسعه می‌باشد، و یونیسف تخمین می‌زنه که ۳۰۰۰ کودک هر روز به علت بیماری های مربوط به آب می‌میرند. بنابراین بعد از برگشتن به خونه در تابستانی در پایه هشتم، تصمیم گرفتم که اشتیاقم رو برای حل بحران جهانی آب، شعله‌ور کنم
با علاقه ام به علم. سپس تصمیم گرفتم که بهترین کار تبدیل گاراژ به یک آزمایشگاهه. (خنده حضار) در واقع، اول آشپزخونه رو به یک آزمایشگاه تبدیل کردم، اما والدینم نپذیرفتن و منو انداختن بیرون. من همچنین تعداد زیادی مقاله درباره‌ی تحقیقات مربوط به آب مطالعه کردم، و دریافتم که در حال حاضر در کشور‌های در حال توسعه، چیزی به نام گندزدایی خورشیدی، یا SODIS برای تصفیه‌ی آب استفاده میشه. در SODIS، بطری‌های پلاستیکی تمیز با آب کثیف پر شده‌اند سپس اون‌ها رو برای ۶ الی ۸ ساعت در معرض آفتاب قرار می‌دهند. اشعه فرابنفش از خورشید
دی.ان.ای عوامل بیماری زای مضر رو از بین می‌بره و آب رو پاک‌سازی می‌کنه. در حالی که استفاده از SODIS واقعا راحته و به نفع انرژیه، چرا که فقط از انرژی خورشیدی استفاده می‌کنه، خیلی کنده و وقتی که هوا ابریه می‌تونه تا بیشتر از ۲ روز طول بکشه. بنابراین برای سرعت بخشیدن به روش SODIS، روش جدید به نام فوتوکاتالیز اخیرا استفاده شده است. خب، این فوتوکاتالیست دقیقا چی هست؟ بیاین تقسیم بندیش کنیم: «فوتو» یعنی «از خورشید» و‌ «کاتالیست» چیزیه که به یک واکنش سرعت می‌بخشه
بنابراین فوتوکاتالیست چی کار می‌کنه؟ داره به فرایند گندزدایی خورشیدی سرعت می‌بخشه. وقتی نور خورشید وارد میشه و با یک فوتوکاتالیست برخورد می‌کنه، مثل TiO2 یا تیتانیم‌دی‌اکسید، اکسیژن‌های فعالی رو به وجود میاره، مثل سوپراکسیدها، هیدروژن پروکسید و رادیکال‌های هیدروکسیل. این گونه‌های فعال اکسیژن قادر به پاک‌سازی باکتری ها و موجودات ذره بینی و مقدار زیادی از آلودگی‌های آب آشامیدنی هستند. اما متاسفانه معایبی هم وجود داره از بابت شیوه ای که SODIS هم‌اکنون در حال گسترشه. کاری که انجام میشه اینه که از بطری‌های پلاستیکی تمیز استفاده میشه
و داخلش رو با ماده‌ فوتوکاتالیک می‌پوشانند. اما فوتوکاتالیست‌هایی مثل تیتانیم‌دی‌اکسید در ضد آفتاب‌ها برای جلوگیری از اشعه فرابنفش استفاده می‌شوند. و زمانی که داخل ظروف مالیده می‌شوند، در واقع در حال جلوگیری از عبور قسمتی از اشعه فرابنفش هستند و اثربخشی فرایند رو کم‌رنگ می‌کنند. همچنین این پوشش‌های فوتاکاتالیک به خوبی به پلاستیک نمی‌چسبند. که یعنی شسته می‌شن و مردم نهایتاً اونها رو میخورن. با وجود این که TiO2 بی‌خطره، وقتی به خوردنش ادامه بدین کارو خراب می کنه، چون که مجبور میشین تا بطری رو دوباره آغشته کنید
حتی بعد از تعداد کمی استفاده کردن. هدف‌های من غلبه به این معایبی بود (معایبی) از روش‌های فعلی و این که یک روش امن و پایدار، اقتصادی و دوستدار محیط زیست، برای پاک سازی آب رو ایجاد کنم. پروژه‌ای که به عنوان یک پایه هشتمی برای نمایشگاه علوم شروع کردم دستگاه ترکیبی فوتوکاتالیک برای تصفیه هست. دستگاه ترکیبی تشکیل شده از تیتانیم‌دی‌اکسید و سیمان است. ترکیب شبه سیمان میتونه به شکل‌های متفاوتی دربیاد، که میتونه خیلی تطبیق‌پذیر و گسترش‌پذیر باشه. برای مثال میتونید یک میله بسازید که به راحتی میتونه در بطری‌‌ها برای مصرف فردی قرار بگیره
یا میتونید یک فیلتر متخلل درست کنید که قادره آب رو برای خانوده‌ها تصفیه کنه. حتی میتونید داخل یک تانکر آب رو بپوشانید تا مقادیر بیشتری از آب تصفیه بشه برای جوامع و زمان‌های طولانی‌تر. در این مدت، ماجرای من ساده نبوده. می‌دونید که من به یک آزمایشگاه مجهز دسترسی نداشتم. وقتی شروع کردم ۱۴ سال داشتم، اما به سنم اجازه ندادم که جلومو در علاقم به دنبال‌کردن تحقیقات علمی بگیره و اشتیاقم به حل کردن بحران آب. آب فقط یک حلال جهانی نیست. آب یک حق مسلم انسانی است.
و به این علت، من از سال ۲۰۱۲ دارم روی این پروژه نمایشگاه علوم کار می‌کنم تا از آزمایشگاه به دنیای واقعی بیارمش. و این تابستون، برای ورد واتر کاتالیست درست کردم، یک سازمان اجتماعی با هدف کاتالیز‌کردن راه‌حل‌هایی برای بحران جهانی آب. (تشویق) یک قطره آب کار زیادی نمیتونه انجام بده، اما وقتی قطره‌های زیادی گرد هم میان، میتونن به زندگی روی سیاره‌ی ما تداوم ببخشن. همونطور که جمع میشن و اقیانوس‌ها رو به وجود میارن، منم هم باورم بر اینه که ما باید با هم متحد بشیم وقتی با این مشکل جهانی دست و پنجه نرم می‌کنیم. متشکرم.
(تشویق) متشکرم. (تشویق)
Every summer, my family and I travel across the world, 3,000 miles away to the culturally diverse country of India. Now, India is a country infamous for its scorching heat and humidity. For me, the only relief from this heat is to drink plenty of water. Now, while in India, my parents always remind me to only drink boiled or bottled water, because unlike here in America, where I can just turn on a tap and easily get clean, potable water, in India, the water is often contaminated. So my parents have to make sure that the water we drink is safe.
However, I soon realized that not everyone is fortunate enough to enjoy the clean water we did. Outside my grandparents' house in the busy streets of India, I saw people standing in long lines under the hot sun filling buckets with water from a tap. I even saw children, who looked the same age as me, filling up these clear plastic bottles with dirty water from streams on the roadside. Watching these kids forced to drink water that I felt was too dirty to touch
changed my perspective on the world. This unacceptable social injustice compelled me to want to find a solution to our world's clean water problem. I wanted to know why these kids lacked water, a substance that is essential for life. And I learned that we are facing a global water crisis. Now, this may seem surprising, as 75 percent of our planet is covered in water, but only 2.5 percent of that is freshwater, and less than one percent of Earth's freshwater supply is available for human consumption.
With rising populations, industrial development and economic growth, our demand for clean water is increasing, yet our freshwater resources are rapidly depleting. According to the World Health Organization, 660 million people in our world lack access to a clean water source. Lack of access to clean water is a leading cause of death in children under the age of five in developing countries, and UNICEF estimates that 3,000 children die every day from a water-related disease. So after returning home one summer in eighth grade,
I decided that I wanted to combine my passion for solving the global water crisis with my interest in science. So I decided that the best thing to do would be to convert my garage into a laboratory. (Laughter) Actually, at first I converted my kitchen into a laboratory, but my parents didn't really approve and kicked me out. I also read a lot of journal papers on water-related research, and I learned that currently in developing countries, something called solar disinfection, or SODIS, is used to purify water. In SODIS, clear plastic bottles are filled with contaminated water
and then exposed to sunlight for six to eight hours. The UV radiation from the sun destroys the DNA of these harmful pathogens and decontaminates the water. Now, while SODIS is really easy to use and energy-efficient, as it only uses solar energy, it's really slow, as it can take up to two days when it's cloudy. So in order to make the SODIS process faster, this new method called photocatalysis has recently been used. So what exactly is this photocatalysis? Let's break it down:
"photo" means from the sun, and a catalyst is something that speeds up a reaction. So what photocatalysis is doing is it's just speeding up this solar disinfection process. When sunlight comes in and strikes a photocatalyst, like TiO2, or titanium dioxide, it creates these really reactive oxygen species, like superoxides, hydrogen peroxide and hydroxyl radicals. These reactive oxygen species are able to remove bacteria and organics and a whole lot of contaminants from drinking water. But unfortunately, there are several disadvantages
to the way photocatalytic SODIS is currently deployed. See, what they do is they take the clear plastic bottles and they coat the inside with this photocatalytic coating. But photocatalysts like titanium dioxide are actually commonly used in sunscreens to block UV radiation. So when they're coated on the inside of these bottles, they're actually blocking some of the UV radiation and diminishing the efficiency of the process. Also, these photocatalytic coatings are not tightly bound to the plastic bottle, which means they wash off, and people end up drinking the catalyst.
While TiO2 is safe and inert, it's really inefficient if you keep drinking the catalyst, because then you have to continue to replenish it, even after a few uses. So my goal was to overcome the disadvantages of these current treatment methods and create a safe, sustainable, cost-effective and eco-friendly method of purifying water. What started off as an eighth grade science fair project is now my photocatalytic composite for water purification. The composite combines titanium dioxide with cement. The cement-like composite can be formed into several different shapes,
which results in an extremely versatile range of deployment methods. For example, you could create a rod that can easily be placed inside water bottles for individual use or you could create a porous filter that can filter water for families. You can even coat the inside of an existing water tank to purify larger amounts of water for communities over a longer period of time. Now, over the course of this, my journey hasn't really been easy. You know, I didn't have access to a sophisticated laboratory. I was 14 years old when I started, but I didn't let my age deter me
in my interest in pursuing scientific research and wanting to solve the global water crisis. See, water isn't just the universal solvent. Water is a universal human right. And for that reason, I'm continuing to work on this science fair project from 2012 to bring it from the laboratory into the real world. And this summer, I founded Catalyst for World Water, a social enterprise aimed at catalyzing solutions to the global water crisis. (Applause) Alone, a single drop of water can't do much, but when many drops come together,
they can sustain life on our planet. Just as water drops come together to form oceans, I believe that we all must come together when tackling this global problem. Thank you. (Applause) Thank you. (Applause)