Čiščenje vode s kavitacijo in razumevanje delovanja mehurčka na bakterijsko celico
UL FS
Datum objave:
Vse večje onesnaževanje okolja in pomanjkanje pitne vode postaja vse večji socialno – ekonomski problem, kjer lahko tehnologija kavitacije pripomore k čistejšemu in bolj zelenemu pristopu čiščenja voda. Kavitacija je fizikalni pojav, ki opisuje fazni prehod iz tekočine v plin in nazaj v tekočino pri konstantni temperaturi. Mehanske, termične in kemijske učinke kavitacije, lahko uporabljamo za različne namene, ena izmed njih je tudi za inaktivacijo mikroorganizmov v pitni in odpadni vodi. Dokazali so, da so celice podvržene poškodbam v neposredni bližini mehurčka. Dodatna numerična analiza je pokazala nastanek mikrocurka kot možen mehanizem poškodovanja celice.
Kljub neštetim raziskavam na temo inaktivacije bakterijskih celic s strani kavitacije se fenomen še vedno obravnava kot fenomen »črne škatlice« kjer ni natančno poznano kaj se dogaja na velikostni skali bakterijske celice – v mikrometrskem svetu. Nepopolno razumevanje pojava na sami osnovni ravni upočasnjuje napredek in optimizacijo tehnologije v aplikativne namene.
Raziskovalci s Fakultete za strojništvo, pod vodstvom prof. dr. Matevža Dularja so skupaj z Biotehniško fakulteto v okviru raziskovalnega ERC projekta CABUM, ki se financira iz evropskega programa Obzorje 2020, raziskali vpliv posameznega mikrometrskega kavitacijskega mehurčka na posamezne bakterijske celice. Zato so raziskovalci razvili sistem za generiranje posameznih kavitacijskih mehurčkov mikrometrske velikosti, kjer so uporabili tudi sistem optične pincete in hitro kamero za vizualizacijo. Sistem je omogočil spremljanje dinamike kolapsa mikromehurčka ob steni in v bližini bakterijskih celic. S pomočjo fluorescenčne mikroskopije so lahko določili poškodovane celice. Raziskovalci so na podlagi eksperimentalnih in numeričnih rezultatov lahko določili mejno hidrodinamsko silo, ki je potrebna za poškodovanje posamezne bakterijske celice Escherichia coli.
