Учені перетворили повітря на воду без електроенергії: як їм це вдалося

Група вчених із Цзіліньського університету, Лабораторії інтелектуальних матеріалів Нью-Йоркського університету в Абу-Дабі та Центру інтелектуальних інженерних матеріалів створила інноваційний тип розумних кристалів, пише Interesting Engineering.

Кристали не тільки використовують переваги механічної гнучкості та оптичної прозорості органічних кристалів, а й прокладають шлях до розроблення активних, самопочутливих і ефективних поверхнево-активних збирачів. У разі використання у більших масштабах ці матеріали можуть допомогти в боротьбі з нестачею води на громадському рівні.

Дослідники виявили три органічні сполуки з високою хімічною універсальністю для вирощування еластичних органічних кристалів. Вони перевірили, як різні матеріали взаємодіють з водою, що міститься в повітрі, утворюючи кристали Януса. Ці кристали мають чіткі гідрофільні та гідрофобні області на своїх поверхнях. Гідрофільна область ефективно захоплює воду, в той час як гідрофобна частина полегшує перенесення зібраної води в зазначену посудину.

Кристали Януса демонструють винятково високу ефективність уловлювання вологи з атмосфери, демонструючи чудову здатність до збору води. Тонкі світлопроникні конструкції дають змогу дослідникам спостерігати процес збирання і конденсації крапель туману в режимі реального часу, використовуючи світло як інструмент контролю.

Опріснення — широко використовуваний метод отримання питної води із солоної води. Однак цей процес вилучення розчиненої солі вимагає значних витрат енергії, що робить його енергоємним рішенням. Кристали Януса дають змогу волозі або туману, що міститься в повітрі, мимоволі конденсуватися в умовах навколишнього середовища.

Цей процес забезпечує ефективне збирання вологи без необхідності додаткових витрат енергії, що підкреслює унікальні властивості цих кристалів, які полегшують збирання води з навколишнього середовища. Він не вимагає витрат енергії та потенційно може стати нескінченним джерелом чистої води.

Кристали Janus значно перевершують раніше відомі пористі органічні кристали, оскільки на їхній поверхні об'єднані функції збору та подання води. Ця інноваційна конструкція забезпечує високоефективний процес збирання води, оптимізуючи збирання води навіть за умов навколишнього середовища.

Атмосфера Землі містить величезну кількість невикористаної прісної води, але нам терміново потрібні матеріали, які можуть ефективно вловлювати й збирати цю вологу та конденсувати її в питну воду, пояснили вчені.

Нагадаємо, фінський стартап Polar Night Energy будує в муніципалітеті Порнайнен систему зберігання теплової енергії на 100 МВт*год, яка як середовище зберігання використовує подрібнений тальковий камінь, що є побічним продуктом виробництва камінів.