Inżynierowie z Caltech opracowali nowy system, który może czerpać z dwóch różnych źródeł do produkcji świeżej wody pitnej: oczyszczając brudną wodę w ciągu dnia i zbierając krople z mgły w nocy.
To frustrujące, że na Ziemi jest tak dużo wody, a jednak tylko niewielka jej część nadaje się do picia. Unosi się w powietrzu wokół nas, gdzie nie mamy do niej dostępu, i znajduje się w rozległych oceanach, które są zbyt słone lub zanieczyszczone, aby je wypić.
Dlatego naukowcy badają sposoby wykorzystania obu tych źródeł wody. Opracowywanych jest wiele urządzeń, które wyciskają ciecz z powietrza za pomocą porowatych materiałów, które zatrzymują cząsteczki wody. Tymczasem inne systemy wykorzystują energię słoneczną do odparowywania brudnej wody, a następnie wychwytywania pary i ponownego jej skraplania w zbiorniku.
Membrany hydrożelowe są wyłożone szeregiem „mikro-drzew”, które pobierają wodę z powietrza
Tym razem zespół Caltech połączył obie te funkcje w jednym urządzeniu. Kluczem jest nowa membrana hydrożelowa z wytrawionym bardzo specyficznym wzorem w nanoskali. Na powierzchni znajduje się szereg drobnych struktur wzorowanych na kolcach kaktusów, wykonanych z hydrofilowego materiału, który przyciąga wodę.
Kaktusy są wyjątkowo przystosowane do przetrwania w suchym klimacie – mówi Ye Shi, współautor badania. W naszym przypadku te kolce, które nazywamy„ mikro-drzewami ”, przyciągają mikroskopijne kropelki wody, które są zawieszone w powietrzu, umożliwiając im zsuwanie się z podstawy i łączenie się z innymi kroplami w stosunkowo ciężkie krople, które ostatecznie zbiegają się w zbiorniku wody.
Kiedy membrana tego hydrożelu zostanie umieszczona w pudełku, może zacząć zbierać wodę pitną. W ciągu dnia pochłania ciepło ze światła słonecznego, które podgrzewa brudną wodę znajdującą się pod membraną. Para zbiera się następnie na przezroczystej pokrywie i spływa do zbiornika. W nocy osłonę można zdjąć, aby wystawić membranę na działanie mgły z zewnątrz.
Membrana hydrożelowa jest bardzo porowata, dzięki czemu ma bardzo dużą powierzchnię, która może lepiej uwięzić cząsteczki wody
Zespół przetestował system, używając próbek materiału o powierzchni od 55 do 125 cm² (8,5 do 19,4 cala²). Okazało się, że w ciągu dnia materiał może zbierać około 125 ml (4,2 uncji) wody z pary słonecznej i około 35 ml (1,2 uncji) z mgły przez noc. Nie wydaje się to dużo, ale naukowcy szacują, że ostateczna dzienna wydajność może wynieść do 34 l (9 galonów) na m² (10,8 ft²) materiału.
Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.
źródło: Caltech | New Atlas
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.