Деревья вдохновили ученых на антигравитационную систему перемещения воды
Москва, 19:44, 09 Июл 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Университета Чжэцзяна разработали систему на основе капиллярного эффекта, заставляющие грязную воду проходить через аэрогелевую структуру к испарителю, очищающему ее с помощью солнца.
Проектом руководили Айпинг Лю и Хао Бай. Его результаты представлены в ACS Nano.
«Наш способ подготовки универсальный и может быть индустриализирован, — сказал Лю в интервью для Phys.org. – Здесь используются многоразовые материалы с отличными свойствами и хорошей стабильностью. Подход поможет создать крупные очистные и опреснительные установки».
В основе системы лежат аэрогелевый «трубопровод» с нагревателем из углеродных нанотрубок сверху. Последний поглощает солнечный свет, испаряя жидкость. Конструкция находится в стеклянной емкости с поддоном для сбора конденсата на дне.
Дизайн напоминает растительную структуру. Вода движется по ксилемам, испаряясь, достигая листьев.
Создать такую систему было сложно. Многие прошлые структуры медленно перемещали воду, делали это на короткие расстояния, а их производительность падала при работе с грязными или солеными жидкостями. Аэрогель помог решить эти проблемы. За первые 5 минут поток поднимался на 10 см, за 3 ч – на 28 см. Система одинаково хорошо работала с чистой, соленой, сточной или загрязненной песком водой. Нагреватель преобразовывал до 85% солнечной энергии.
Ключом к успеху стал дизайн аэрогелевой архитектуры. Для производства материала ученые смешали ингредиенты в медной емкости, которую затем подвергли действию перепада температур с конечным показателем -90°С. Это привело к формированию кристаллов льда. После лиофильной сушки емкости, аэрогель приобрел сложную иерархическую структуру, обеспечивавшую производительность. Ученые планируют продолжить модифицировать систему.
