Одна з найгостріших світових проблем – нестача чистої питної води – може знайти несподіване вирішення завдяки дивній на вигляд чорній “бульбашковій плівці”. Оскільки глобальне потепління призводить до накопичення більшої кількості води в атмосфері Землі, інженери з Массачусетського технологічного інституту (MIT) розробили інноваційний спосіб видобутку вологи навіть із найсухішого повітря, використовуючи пасивний атмосферний збирач води, що не потребує зовнішнього джерела живлення, пише T4.
Недавні випробування, проведені у Долині Смерті в Каліфорнії – одному з найпосушливіших місць на Землі, – продемонстрували вражаючі результати. Пристрій зміг добути понад 50 мілілітрів питної води на день. Це відкриття має величезне значення, адже за даними вчених, 4,5 мільярда людей у світі вже не мають постійного доступу до безпечної питної води. Якщо цю технологію вдасться масштабувати та зробити доступною, вона може врятувати мільйони життів.
b , Схематичне зображення звичайної мікро/нанопористої гігрогелевої мембрани з горизонтальною конфігурацією
“Наше вікно збору атмосферної води встановлює стандарт у щоденному виробництві води та адаптації до клімату”, – зазначають Чан Лю та його колеги, підкреслюючи, що це є “кроком до практичних, масштабованих, безпечних та сталих децентралізованих рішень для водопостачання регіонів з найбільшим дефіцитом води”.
Досі використання атмосферних збирачів води стикалося з обмеженнями: дуже низькою швидкістю виробництва та високим ризиком забруднення води матеріалами, що використовуються для видобутку. Долина Смерті, де чотири гірські хребти “вичавлюють” вологу з хмар, перш ніж вони досягнуть сухої землі, стала ідеальним полігоном для перевірки нової розробки.
Секрет успіху полягає у спеціальному гідрогелі, виготовленому з полівінілового спирту (ПВА), хлориду літію (солі, яка притягує воду), гліцерину та чорного чорнила. Цей гідрогель, за словами інженера-механіка MIT Сюаньхе Чжао, має виняткові властивості поглинання води з повітря. Щоб максимізувати площу поверхні для збору, команда сформувала його у вигляді “бульбашкової плівки”, ретельно контролюючи мікроструктуру, аби уникнути виходу солі з гелю. Гліцерин допомагає утримувати сіль всередині.
“Ми створили пристрій метрового масштабу, який сподіваємося розгорнути в регіонах з обмеженими ресурсами, де навіть сонячні батареї не дуже доступні”, – пояснює Чжао. Панель з гелю, розміщена між скляними панелями та зовнішньою полімерною плівкою, що сприяє охолодженню, здатна притягувати до 160 мл молекул води за ніч, коли вологість повітря найвища. Протягом дня вода, захоплена гелем, нагрівається, випаровується і конденсується на холоднішій скляній поверхні. Потім, під дією гравітації, вода стікає по вертикальній панелі через систему каналів і збирається.
Хоча це лише “перевірка концепції” і “багато чого ще можна оптимізувати”, як зазначає Лю, потенціал технології величезний. Здатність масштабувати пристрій дозволить створювати ще більші установки або паралельні панелі для забезпечення питною водою тих, хто її найбільше потребує. Результати цього дослідження були опубліковані у престижному журналі Nature Water.
Раніше ми повідомляли, що в найсухішій пустелі на Землі випав сніг.
Підписуйся на наш Telegram-канал