تولید دستگاه تصفیه آب خورشیدی با الهام از ماهی بادکنکی
تولید دستگاه تصفیه آب خورشیدی با الهام از ماهی بادکنکی
ساخت دستگاه تصفیه آب مقرون به صرفه و بدون نیاز به برق توسط محققان دانشگاه "پرینستون". این دستگاه توسط نور خورشید کار می‌کند و از ماهی بادکنکی برای جذب آب الهام گرفته است.
تنها 30٪ از کل آب‌های شیرین کره زمین در یخچال‌های طبیعی قفل نشده است. از این مقدار، حدود 20٪ در مناطقی بسیار دور از دسترس انسان قرار دارد و از 80٪ باقیمانده حدود سه چهارم در زمان و مکان نامناسبی (مونسون‌ها و سیلاب‌ها) قرار می گیرد و برای استفاده مردم همیشه در دسترس نیستند. باقیمانده کمتر از 0.08 از 1٪ کل آب موجود در کره زمین است.
تقاضا برای این منابع کمیاب آب حتی سریعتر از انرژی در حال رشد است. در حال حاضر تخمین زده می‌شود که بیش از 2 میلیارد نفر با کمبود آب روبرو هستند. WHO تخمین می زند که تا سال 2025 ، نیمی از جمعیت جهان دچار فقر آب می‌شوند.
رادنی پریستلی (Rodney Priestley)، استاد مهندسی شیمی و بیولوژیک از دانشگاه پرینستون، یکی از سازندگان این دستگاه گفت: "یک راه حل برای مشکل کمبود آب باید از نظر زیست محیطی خوب باشد و منجر به آسیب بیشتر آب تمیز نشود. اگرچه دستگاه خورشیدی تقطیر آب از تبخیر یک استراتژی پایدار امیدوار کننده است، اما میزان تولید آب از طریق این فناوری برای تأمین خواسته‌های عملی کافی نیست و روشی زمانبر است."
گروه پریستلی با پرداختن به این مسئله، ژل جاذب خورشیدی (SAG) را برای تصفیه آب از منابع آلوده با استفاده از نور طبیعی خورشید تولید کرده‌اند که این ژل در مرکز دستگاه تصفیه قرار می‌گیرد. این تیم یافته‌های خود را در Advanced Materials ("A Hydrogel Elastic Hydrogel Bioinspired for Solar-Drived Purify Water") گزارش دادند.
شائویی شو(Xiaohui Xu) یکی از محققان فوق دکتری دانشگاه پرینستون در دپارتمان مهندسی شیمی و زیست‌شناسی، یکی دیگر از مخترعان این دستگاه می‌گوید: "ژل جاذب خورشیدی ما می‌تواند هنگامی که خورشید آن را گرم می‌کند، از طریق انتقال فاز، آب مایع را از ژل خارج کند، بنابراین مکانیسم تصفیه آب نیازی به تبخیر آب ندارد درنتیجه سرعت بیشتری نسبت به روش‌های قدیمی‌تر دارد."
Xu خاطرنشان کرد: نور خورشید رایگان است و موادی که برای ساخت این دستگاه مورد نیاز است ارزان‌قیمت و غیرسمی هستند، بنابراین این فناوری راهی مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای تولید آب پاک است.
تقاضا برای این منابع کمیاب آب حتی سریعتر از انرژی در حال رشد است. در حال حاضر تخمین زده می‌شود که بیش از 2 میلیارد نفر با کمبود آب روبرو هستند. WHO تخمین می زند که تا سال 2025 ، نیمی از جمعیت جهان دچار فقر آب می‌شوند.
رادنی پریستلی (Rodney Priestley)، استاد مهندسی شیمی و بیولوژیک از دانشگاه پرینستون، یکی از سازندگان این دستگاه گفت: "یک راه حل برای مشکل کمبود آب باید از نظر زیست محیطی خوب باشد و منجر به آسیب بیشتر آب تمیز نشود. اگرچه دستگاه خورشیدی تقطیر آب از تبخیر یک استراتژی پایدار امیدوار کننده است، اما میزان تولید آب از طریق این فناوری برای تأمین خواسته‌های عملی کافی نیست و روشی زمانبر است."
گروه پریستلی با پرداختن به این مسئله، ژل جاذب خورشیدی (SAG) را برای تصفیه آب از منابع آلوده با استفاده از نور طبیعی خورشید تولید کرده‌اند که این ژل در مرکز دستگاه تصفیه قرار می‌گیرد. این تیم یافته‌های خود را در Advanced Materials ("A Hydrogel Elastic Hydrogel Bioinspired for Solar-Drived Purify Water") گزارش دادند.
شائویی شو(Xiaohui Xu) یکی از محققان فوق دکتری دانشگاه پرینستون در دپارتمان مهندسی شیمی و زیست‌شناسی، یکی دیگر از مخترعان این دستگاه می‌گوید: "ژل جاذب خورشیدی ما می‌تواند هنگامی که خورشید آن را گرم می‌کند، از طریق انتقال فاز، آب مایع را از ژل خارج کند، بنابراین مکانیسم تصفیه آب نیازی به تبخیر آب ندارد درنتیجه سرعت بیشتری نسبت به روش‌های قدیمی‌تر دارد."
Xu خاطرنشان کرد: نور خورشید رایگان است و موادی که برای ساخت این دستگاه مورد نیاز است ارزان‌قیمت و غیرسمی هستند، بنابراین این فناوری راهی مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست برای تولید آب پاک است.
رویکرد طراحی این مواد از چرخه جذب و آزادسازی آب توسط ماهی پفکی الهام گرفته است: در هنگام احساس خطر آب را به درون بدن خود می‌کشد و در هنگام رفع خطر آن را آزاد می‌کند.
روند این تیم از تحولات فاز ماده نرم استفاده می کند که فقط برای کار به انرژی خورشیدی نیاز دارند. تحت تابش نور خورشید، به دلیل تبدیل فاز هیدروژل از حالت آب دوست متورم به حالت آبگریز فروپاشیده، آب تمیز، از ژل جاذب خورشیدی خارج می‌شود.
این ژل در میان دو لایه‌ی خارجی قرار دارد که جلوی ورود مواد آلوده به درون آن را می‌گیرند. برای اینکه هیدروژل‌ها بتوانند انرژی خورشیدی را برداشت کنند، باید با یک جاذب خورشیدی کارآمد اصلاح شوند.
Xu توضیح می‌دهد: "برای اصلاح هیدروژل‌ها، ما از پولی‌دوپامین، یک پلیمر مبتنی بر ملانین استفاده کردیم. این ماده در لایه‌ی میانی قرار دارد که نور خورشید را به گرما تبدیل می‌کند. لایه‌ی خارجی فیلتری از جنس ماده‌ی آلژینیک اسید است که جلوی ورود مواد بیماری‌زا و سایر مواد را به درون ژل می‌گیرد."
منبع:
nanowerk.com
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
لطفا با اشتراک گذاری نظرات خود، ما را در توسعه این بخش از سایت یاری کنید
میرابی
۱۴۰۰/۰۳/۰۶بسیار عالی و کاربردی