دانشمندان با الهام از تار عنکبوت، روشی کارآمد برای برداشت آب از هوای رقیق با جذب بخار آب و تبدیل آن به مایع در نظر گرفته اند.
به گزارش تکناک، اکنون محققان امیدوارند که اختراع آنها مشکل کمبود آب شیرین در جهان را رفع کند و جایگزین مناسبی برای آب برداشت شده از رودخانه ها، دریاچه ها، آب های زیرزمینی و اقیانوس ها ارائه دهد.
این تحقیق توسط استاد دانشگاه واترلو، مایکل تام و دانشجویان دکترای او، یی وانگ و وینان ژائو، رهبری شد. این روش شامل اسفنج ها یا غشاهایی با سطح بزرگ است که به طور مداوم رطوبت را از محیط طبیعی خود بدون استفاده از ماشین آلات سنگین یا فرآیندهای پیچیده جذب می کند.ایده این اختراع از تار عنکبوت گرفته شده است.
تام، رئیس کرسی پژوهشی نانومواد پایدار، گفت: تار عنکبوت یک شگفتی مهندسی است. آب به طور موثر توسط تار عنکبوت جذب می شود. عنکبوت برای نوشیدن آب نیازی به رفتن به رودخانه ندارد، زیرا می تواند رطوبت هوا را به دام بیاندازد.
با استفاده از فرآیندی مشابه، سوسک‌های صحرای نامیب آب را از هوای رقیق به دست می آورند. این سوسک ها آب را از مه، با تکیه بر باد و پوست سخت بافت دار خود تولید می کنند. این اجازه می دهد تا رطوبت جمع شده و در دهان آنها چکه کند.
مهندسی سطح زیست تقلید
محققان برای اختراع دستگاه جدید خود از فرآیندی به نام مهندسی سطح زیست تقلید استفاده کرده اند. آنها اساسا ساختار سطحی منحصر به فرد سوسک را با استفاده از امولسیون تثبیت شده سلولز برای ساخت سطوحی که قطرات کوچکتر آب را جذب می کنند و در عین حال قطرات بزرگتر را به سرعت و کارآمد رها می کنند، بازسازی کرده اند.
همچنین، این اختراع از مواد کربن صفر (مواد طبیعی و گیاهی) برای اطمینان از پایداری فناوری حاصله استفاده می کند. این ابزارها تقریباً به صورت جادویی قطرات آب را با استفاده از قدرت مهندسی سطح و فناوری نانو جمع آوری می کنند.
اختراع محققین با استفاده از حداقل مقدار انرژی، آب را از هوا گرفته و آن را به طور موثر رطوبت زدایی می کند. از آنجایی که این راه حل ارزان، کم مصرف و سازگار با محیط زیست است، محققان اکنون به دنبال مقیاس گذاری فرآیند خود هستند.
این اولین پیشرفتی نیست که تولید آب از هوای رقیق را گزارش می کند.
در 22 آوریل، Interesting Engineering در مورد شرکتی به نام SOURCE Global گزارش داد که از هیدروپنل های خورشیدی استفاده می کردند تا آب آشامیدنی را از هوا استخراج کنند.
مخزن آب داخلی این شرکت حتی می تواند به راحتی مستقیماً در مسیر شیر آب آشامیدنی ساختمان قرار بگیرد و پس از انجام پروسه های لازم بهترین کیفیت را تضمین کند.
توماس بورنز، مدیر فروش مستقیم ایالات متحده در SOURCE Global، در آن زمان در یک مصاحبه ویدیویی به IE گفت: دختران و زنان به طور متوسط روزانه 200 میلیون ساعت را صرف جمع آوری آب می کنند. این انگیزه اصلی شرکت ما بود که زنان دیگر مجبور به حمل آب نباشند. این الهام بخش بنیانگذار شرکت کودی فریسن شد تا به دنبال یافتن راهی برای بهره برداری از منبع نامحدود بخار آب موجود در هوا است باشد و آن را در دسترس افرادی که به آن نیاز دارند، قرار دهد.
آیا ممکن است هوای اطراف همه چیزهایی را که برای زنده ماندن نیاز داریم را در خود داشته باشد؟ این اختراعات قطعا نشان می دهد که با کمی نبوغ بخار آب می تواند کارهای زیادی را انجام دهد.
این مطالعه در Nature Water منتشر شده است.
