استخراج آب از هوا بدون مصرف انرژی ممکن شد!

یک گروه تحقیقاتی موفق به شناسایی سه ترکیب آلی با تطبیق پذیری شیمیایی بالا برای کشت بلورهای آلی الاستیک شدند.

به نقل از آی‌ای، گروهی از محققان دانشگاه جیلین(Jilin)، آزمایشگاه مواد هوشمند نیویورک ابوظبی و مرکز مواد مهندسی هوشمند، به سرپرستی پانس نائوموف(Pance Naumov) استادِ شیمی، ماده بلوری جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند آب را از مه بدون هیچ انرژی برداشت کند.

این نوع نوآورانه از بلور هوشمند یا بلورهای ژانوس(Janus)، از گیاهان و حیوانات بیابانی الهام گرفته شده است که در شرایط خشک رشد می‌کنند.

برای مثال، سوسک‌های صحرایی و مارمولک‌ها ساختارهای سطحی با نواحی آب‌دوست(جاذب آب) و آبگریز(دافع آب) دارند که به طور موثر رطوبت هوا را جذب می‌کنند.

آب روی نواحی آب دوست جذب می‌شود و سپس انباشته شده و از طریق مناطق آبگریز منتقل می‌شود.

بلورها

پروفسور نائوموف توضیح می‌دهد: بلورهای توسعه‌یافته توسط گروه ما نه تنها از انعطاف‌پذیری مکانیکی و شفافیت نوری بلورهای آلی بهره می‌برند، بلکه راه را برای طراحی برداشت‌کننده‌های فعال و کارآمد هموار می‌کنند. هنگامی که این مواد در مقیاس بزرگتر مورد استفاده قرار گیرند، می‌توانند به مبارزه با کمبود آب در سطح جهانی کمک کنند.

محققان چگونگی برهمکنش مواد مختلف با آب موجود در هوا و تشکیل بلورهای ژانوس را آزمایش کردند.

این بلورها دارای مناطق آبدوست و آبگریز متمایزی بر روی سطوح خود هستند. منطقه آبدوست به طور موثر آب را جذب می‌کند، در حالی که بخش آبگریز انتقال آب جمع‌آوری شده را به یک مخزن تعیین شده تسهیل می‌کند.

آنها کارایی فوق‌العاده بالایی در جذب رطوبت از جو نشان می‌دهند که توانایی قابل توجهی در جمع‌آوری آب را نشان می‌دهد.

طرح‌های باریک و نیمه‌شفاف، محققان را قادر می‌سازد تا با استفاده از نور به‌عنوان ابزار نظارت، فرآیند جمع‌آوری و تراکم قطرات مه را در لحظه مشاهده کنند.

برداشت آب از هوا

نمک زدایی روشی است که به طور گسترده برای تولید آب آشامیدنی از آب شور استفاده می‌شود. با این حال، فرآیند استخراج نمک محلول نیاز به انرژی ورودی قابل توجهی دارد که آن را به یک محلول انرژی‌بر تبدیل می‌کند.

بلورهای ژانوس رطوبت هوا یا مه را قادر می‌سازند تا در شرایط محیطی به طور خود به خود متراکم شوند.

این فرآیند امکان جمع‌آوری رطوبت کارآمد را بدون نیاز به انرژی اضافی فراهم می‌کند و ویژگی‌های منحصر به فرد این بلورها را در تسهیل برداشت آب از محیط نمایان می‌کند.

این فناوری به هیچ ورودی انرژی نیاز ندارد، به طور بالقوه منبع بی پایانی از آب تمیز را فراهم می‌کند.

بلورهای ژانوس به طور قابل توجهی نسبت به بلورهای آلی متخلخل قبلی در عملکردهای جمع آوری و تحویل آب بر روی سطوح خود پیشرفت کرده‌اند.

این طراحی نوآورانه فرآیند برداشت آب بسیار کارآمد را تسهیل می‌کند و جمع آوری آب را حتی در شرایط محیطی معمولی بهینه می‌کند.

نائوموف می‌گوید: جو زمین حاوی مقدار زیادی آب شیرین دست نخورده است، اما ما به موادی نیاز داریم که بتوانند به طور موثر این رطوبت را جمع‌آوری کرده و آن را به شکل آب آشامیدنی متراکم کنند.