Vědci vyvinuli ultraabsorpční zařízení, které dokáže vytáhnout ze vzduchu tenké množství vody

Všechny Novinky

Pro mnoho nejchudších zemí světa zůstává jednou z největších environmentálních hrozeb pro zdraví nedostatečný přístup k nezávadné vodě.

Naštěstí vědci z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) v Laurel v Marylandu identifikovali vysoce absorpční materiály, které dokáží ze vzduchu vysát rekordní množství pitné vody - a mohlo by to potenciálně vést k technologiím, které dodávají pitnou vodu v nejsušších oblastech planety.


Vědci - tým z oddělení výzkumu a průzkumného vývoje APL vedeného Zhiyong Xia, Matthewem Loganem a Spencerem Langevinem - popisují svůj objev v tomto týdnu Vědecké zprávy , deníkVýzkum přírodyrodina.

Jejich výzkum využívá kovově-organické rámce (MOF), úžasný materiál nové generace, který má největší známé povrchové plochy na gram; jeden gram MOF může nasát materiál v hodnotě fotbalového hřiště, pokud by byl materiál položen v jedné vrstvě přes hřiště.

HODINKY: Po pěti letech sucha získává keňský region konečně čistou vodu díky solární elektrárně na slanou vodu

Houbovité krystaly lze použít k zachycení, skladování a uvolňování chemických sloučenin - jako je voda - a velká povrchová plocha nabízí více prostoru pro chemické reakce a adsorpci molekul.


MOFs ukázaly slib pro odběr vody, ale byl proveden malý výzkum k určení nejlepších vlastností pro rychlou a efektivní výrobu vody.

'Počáteční experimenty prokázaly, že koncept může fungovat,' říká Xia. 'Ale problémem byla kapacita.' Jiné výzkumné týmy dokázaly za suchých podmínek vyprodukovat až 1,3 litru vody denně na kilogram sorbentu - dost pouze pro jednu osobu. Vytvoření optimálního zařízení na zachycování vody vyžaduje lepší pochopení vztahu struktury a vlastnosti, který řídí absorpci a dodávku. “


Foto Johns Hopkins APL

Xia a jeho tým studovali řadu MOF - odhalovali základní vlastnosti materiálu, které určují kinetiku sekvestrace vody v této třídě materiálů, a zkoumali, kolik vody mohou absorbovat. Zkoumali také potenciální dopad teploty, vlhkosti a tloušťky práškového lože na proces adsorpce-desorpce, aby zjistili, který z nich dosáhl optimálních provozních parametrů.

'Identifikovali jsme MOF, které by za ideálních podmínek dokázalo vyprodukovat 8,66 litrů vody denně na kilogram MOF - mimořádný nález,' řekl Xia. 'To nám pomůže prohloubit naše chápání těchto materiálů a vést objev nových metod sběru vody nové generace.'

Xia a jeho tým nyní zkoumají další MOF s nízkými body přílivu relativní vlhkosti, vysokými povrchovými plochami a polárními funkčními vlastnostmi, aby zjistili, jak fungují ve velmi suchém prostředí. Zkoumají také různé konfigurace MOF, aby zjistili, které umožňují optimální absorpci.

KOUKNI SE: 26letý, odhodlaný zachránit dodávku vody své země, oživil 10 jezer ze znečištěného nepořádku


Vědci čerpali z pokračujícího úsilí APL v metodách čištění vody. Společnost APL vyvinula nový způsob odstraňování vysoce toxických perfluoralkylových látek - stále se rozšiřující skupiny vyráběných chemikálií, které se široce používají k výrobě různých druhů výrobků každodenní potřeby - z pitné vody. Samostatné úsilí přineslo nákladově efektivní metodu k odstranění toxických iontů těžkých kovů z pitné vody.

'Kolektivní síly a odborné znalosti našich vědců a inženýrů v oblasti materiálů a chemie umístily APL tak, aby mělo mimořádný dopad a objevilo budoucnost čisté pitné vody pro nasazené bojovníky i pro občany po celém světě,' řekla Ally Bissing-Gibson, Vedoucí programu APL pro biologické a chemické vědy. 'Těšíme se na záchranu planety, po kapkách.'

Přetištěno z Laboratoř aplikované fyziky Johns Hopkins

(HODINKYvysvětlující video níže)

Buďte si jisti a sdílejte vzrušující zprávy se svými přáteli na sociálních médiích ...