PFI-TT: Water disinfection using safe and sustainable copper combined with a locally enhanced electric field
PFI-TT:使用安全且可持续的铜结合局部增强电场进行水消毒
基本信息
- 批准号:2329669
- 负责人:
- 金额:$ 55万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2024
- 资助国家:美国
- 起止时间:2024-01-01 至 2025-12-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation – Technology Translation (PFI-TT) project are to enable safer, more sustainable approaches to disinfecting water while minimizing the use of chlorine and its harmful disinfection byproducts. It is still a challenge finding suitable alternatives to chlorine, but using naturally abundant copper metal may be the solution. The proposed innovation combines the natural antimicrobial properties of copper with a low voltage, locally enhanced electric field to reduce the consumption of both copper and electricity, cut annual operational cost, and minimize disinfection byproducts. With the successful maturation and commercialization of this technology, the long-term goal is to launch a spin-off company to manufacture and provide alternative and sustainable solutions for water disinfection across many potential market segments (point-of-use at home, swimming pools and spas, commercial hot water lines, etc.) to minimize the negative health impacts currently associated with standard chlorine-based disinfection. Beyond this goal, all undergraduate, graduate, and postdoctoral students involved in the project will gain the technical and entrepreneurial skills to tackle problems with evidence-based decision-making and an entrepreneurial mindset, further enabling their success for translating innovations in the future.The proposed project focuses on the further development and maturation of a chlorine-free water disinfection technology that synergistically combines locally enhanced electric field treatment and the natural biocidal effect of copper ions (LEEFT-Cu) to kill pathogens. This approach enables highly effective microbial inactivation with low copper doses and low electrical energy consumption. The underlying mechanism exploits the enhanced electric field attributed to the coaxial electrode configuration, which increases the permeability of cell membranes for microbial copper uptake, resulting in more efficient inactivation. The main goal of this PFI-TT project is to address knowledge gaps and technical barriers of the LEEFT-Cu technology identified through our previous market research and customer discovery. During this project, we will 1) test the antimicrobial efficiency of LEEFT-Cu for different microorganisms; 2) study the effect of water temperature on the performance of LEEFT-Cu; 3) develop strategies that allow LEEFT-Cu to be effective for water with higher conductivities; 4) increase the loading and utilization of Cu in LEEFT-Cu devices to reduce the in-use replacement frequency and cost; and 5) evaluate the scalability and implementation of LEEFT-Cu through a pilot test with an industry partner.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该创新-技术转化伙伴关系(PFI-TT)项目的更广泛影响/商业潜力是实现更安全,更可持续的水消毒方法,同时最大限度地减少氯及其有害消毒副产品的使用。寻找氯的合适替代品仍然是一个挑战,但使用天然丰富的铜金属可能是解决方案。这项创新将铜的天然抗菌特性与低电压局部增强电场相结合,以减少铜和电力的消耗,降低年度运营成本,并最大限度地减少消毒副产品。随着这项技术的成功成熟和商业化,长期目标是成立一家分拆公司,在许多潜在的细分市场(家庭使用点,游泳池和水疗中心,商业热水线等)生产和提供替代和可持续的水消毒解决方案。将目前与标准氯基消毒相关的负面健康影响降至最低。除了这个目标,所有参与该项目的本科生,研究生和博士后学生将获得技术和创业技能,以解决基于证据的决策和创业思维的问题,进一步使他们的成功转化为未来的创新。拟议的项目侧重于进一步开发和成熟的氯-自由水消毒技术,协同结合局部增强电场处理和铜离子(LEEFT-Cu)的天然杀菌作用,以杀死病原体。这种方法能够以低铜剂量和低电能消耗实现高效的微生物灭活。潜在的机制利用归因于同轴电极配置的增强的电场,其增加了微生物铜吸收的细胞膜的渗透性,从而导致更有效的灭活。该PFI-TT项目的主要目标是解决通过我们之前的市场研究和客户发现确定的LEEFT-Cu技术的知识差距和技术障碍。在本项目中,我们将1)测试LEEFT-Cu对不同微生物的抗菌效率; 2)研究水温对LEEFT-Cu性能的影响; 3)开发使LEEFT-Cu对更高电导率的水有效的策略; 4)增加LEEFT-Cu装置中Cu的负载和利用率,以减少使用中的更换频率和成本;和5)通过与行业合作伙伴的试点测试来评估LEEFT-Cu的可扩展性和实施情况。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估而被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Xing Xie其他文献
Multilevel Secure Data Stream Processing
多级安全数据流处理
- DOI:
10.3233/jcs-2012-0451 - 发表时间:
2011 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
R. Adaikkalavan;Xing Xie;I. Ray - 通讯作者:
I. Ray
ユーザの移動状況に適応したダミーによる位置曖昧家手法
使用适应用户移动情况的虚拟模型的位置模糊房屋方法
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
林田 秀平;水野 聖也;天方 大地;原 隆浩;Xing Xie - 通讯作者:
Xing Xie
Photo-to-search: using multimodal queries to search the web from mobile devices
照片到搜索:使用多模式查询从移动设备搜索网络
- DOI:
- 发表时间:
2005 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
X. Fan;Xing Xie;Zhiwei Li;Mingjing Li;Wei - 通讯作者:
Wei
MobiPicture: browsing pictures on mobile devices
MobiPicture:在移动设备上浏览图片
- DOI:
- 发表时间:
2003 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Ming;Xing Xie;Wei;HongJiang Zhang - 通讯作者:
HongJiang Zhang
Iron-Tin Based Nanoparticles Anchored on N-Doped Carbon as High-Efficiency Oxygen Electrocatalyst for Rechargeable Zn-Air Batteries
锚定在氮掺杂碳上的铁锡基纳米粒子作为可充电锌空气电池的高效氧电催化剂
- DOI:
10.1016/j.colsurfa.2022.130101 - 发表时间:
2022-12 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Xing Xie;Weitao Liu;Tao Gong;Yongan Wei;Xiaowei Lv;Liang Fang;Panpan Sun;Xiaohua Sun - 通讯作者:
Xiaohua Sun
Xing Xie的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Xing Xie', 18)}}的其他基金
Point-of-Collection Sample Pretreatment and Preservation with Porous Super-Absorbent Polymer (PSAP) Beads for Wastewater Surveillance Testing
使用多孔高吸水性聚合物 (PSAP) 珠进行收集点样品预处理和保存,用于废水监测测试
- 批准号:
2228300 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
Investigation on the electrodes applied in the locally enhanced electric field treatment (LEEFT) for water disinfection
水消毒局部增强电场处理(LEEFT)电极的研究
- 批准号:
2203162 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
I-Corps: Chlorine-Free Water Disinfection System
I-Corps:无氯水消毒系统
- 批准号:
2140988 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Locally Enhanced Electric Field Treatment (LEEFT) for Chemical-Free Water Disinfection
事业:用于无化学水消毒的局部增强电场处理 (LEEFT)
- 批准号:
1845354 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
叶绿体蛋白 TT3.2 调控水稻耐热性的分子机制研究
- 批准号:24ZR1431200
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
苯并呋喃-6-酮类化合物TT01f通过调控Jagged1/Notch信号通路改善特发性肺纤维化的药理学机制研究
- 批准号:82304596
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
TT3.2通过自噬体-液泡途径调控水稻盐胁迫抗性的分子机制研究
- 批准号:32301745
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于Glypian3-TT3oB新型聚集诱导发光复合体的NIR-IIb靶向成像及cGAS-STING通路激活在肝癌精准标记并增敏免疫治疗中的研究
- 批准号:LQ23H160042
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于肌红蛋白构象及其氧化还原体系探究tt-DDE加速生鲜牛肉肉色劣变的分子机制
- 批准号:32372384
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
TT02通过巨噬细胞外囊泡miR-122/Wnt途径拮抗石英诱导肺纤维化的机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
核用690TT合金传热管表面划伤诱导应力腐蚀裂纹萌生机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
HIIT 对TT+DR 小鼠肩袖肌脂肪浸润的治疗效果和机制研究
- 批准号:2021JJ40949
- 批准年份:2021
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
GhmiR858靶向TT2协同调控彩色棉纤维色泽形成的分子机制研究
- 批准号:32001591
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
苯并呋喃类化合物TT01通过抑制TGF-β/ TGFβR-ECD复合物蛋白相互作用治疗特发性肺纤维化的药理学及机制研究
- 批准号:81973383
- 批准年份:2019
- 资助金额:55.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
PFI-TT: A Green and Sustainable Approach to Optimize and Scale-up Reusable Materials for Water Purification
PFI-TT:优化和扩大可重复使用水净化材料的绿色和可持续方法
- 批准号:
2141056 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Solar Evaporator-Based High-Efficiency Water Desalination System
PFI-TT:基于太阳能蒸发器的高效海水淡化系统
- 批准号:
2141035 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: A Rapid Multi-Contaminant Degradation System for Water Wells
PFI-TT:水井多污染物快速降解系统
- 批准号:
2141162 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Commercialization of advanced bipolar membranes for applications in water treatment, carbon-dioxide capture and utilization, and environmental remediation
PFI-TT:先进双极膜的商业化,用于水处理、二氧化碳捕获和利用以及环境修复
- 批准号:
2141201 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Soil Nutrient and Moisture Monitoring Probe Sensors to Optimize Fertilizer and Water Use
PFI-TT:土壤养分和水分监测探头传感器,以优化肥料和水的使用
- 批准号:
2141198 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Achieving efficient production of visible light from semiconductor nanocrystals in water
PFI-TT:实现水中半导体纳米晶体高效产生可见光
- 批准号:
2147791 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Gravity Satellite Observation System for Water Resource Management
PFI-TT:水资源管理重力卫星观测系统
- 批准号:
2044704 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Development of a New Technology for Removing Perchlorate from Water
PFI-TT:开发去除水中高氯酸盐的新技术
- 批准号:
2044692 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Achieving efficient production of visible light from semiconductor nanocrystals in water
PFI-TT:实现水中半导体纳米晶体高效产生可见光
- 批准号:
1941184 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant
PFI-TT: Industrial scale production of high-performance, in-home water filters to protect public health from lead and arsenic in drinking water.
PFI-TT:工业规模生产高性能家用滤水器,以保护公众健康免受饮用水中铅和砷的影响。
- 批准号:
1940777 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 55万 - 项目类别:
Standard Grant