Роза вдохновила ученых на новый способ сбора и очистки воды
Исследователи из Техасского университета Остина разработали новое устройство для сбора и очистки воды. На его дизайн команду вдохновила роза.
Система превосходит по эффективности существующие аналоги. Каждый «цветок» стоит менее 2 центов и может производить более 0,5 галлона воды в час с 1 кв. м, сообщает sciencedaily.com. Результаты исследования, проведенного под руководством профессора Донглей (Эммы) Фан, представлены в Advanced Materials.
Устройство использует солнечную энергию, отделяя соли и другие примеси от воды посредством выпаривания. Оно состоит из слоистых листов черной бумаги, сложенных в форме бутонов. Присоединенная к стеблевидной трубке, собирающей необработанную воду из любого источника, трехмерная роза упрощает процесс, позволяя захватить больше жидкости.
Техника превосходит существующие аналоги. Установки для солнечного выпаривания обычно дорогие, громоздкие и имеют ограниченную производительность. Исследователи создали легкую, портативную, низконапорную систему из доступных материалов. Цветочная структура была выбрана намеренно.
«Мы искали более эффективный способ применения солнечного выпаривания с помощью черной фильтрующей бумаги, покрытой полимером полипирролом», — объяснила Фан.
Материал известен фототермическими свойствами – эффективно превращает солнечный свет в тепло.
Команда экспериментировала с разными бумажными структурами в поисках оптимального уровня задержки воды. После нескольких опытов Фан вспомнила о прочитанной в школе книге «Черный Тюльпан» Александра Дюма – она натолкнула специалиста на идею использования цветковидной формы. Роза оказалась идеальным решением. Ее структура позволяла солнечным лучам более прямо падать на фототермический материал, увеличивая внутреннее отражение. Розовая форма также обеспечивает большую площадь поверхности для испарения.
Устройство может собирать воду снизу, через трубку-стебель, и сверху (капли дождя). Попадая на лепестки, она испаряется, отделяясь от примесей.
«Мы подключили систему к низконапорному насосу для лучшей конденсации, — сказал ведущий автор работы, Вейгу Ли. – Чистая вода попадает в специально разработанный стеклянный кувшин».
Устройство удаляет любые загрязнения – от тяжелых металлов до бактерий. Вода соответствует стандартам Всемирной организации здравоохранения. Это – первая в своем роде низконапорная установка солнечного испарения. Авторы надеются, она откроет новые пути для развития сектора.
