ამ აეროგელსა და მზის სხივებს მლაშე წყლის სასმელად გადაქცევა შეუძლია

წინა აეროგელები საკმარისად დიდი მასშტაბით ვერ მუშაობდა, რომ მნიშვნელოვანი შედეგი მოეცა.

დედამიწის ზედაპირის დაახლოებით 71% წყლითაა დაფარული. ამ წყლის უდიდესი ნაწილი, 97%, ოკეანეებშია, რაც მტკნარი წყლის სახით მხოლოდ 3%-ს გვიტოვებს — და ამის დიდი ნაწილიც მყინვარების სახითაა გაყინული. საბოლოოდ, სასმელი წყლის ჩვენი ძირითადი წყაროებისთვის, როგორიცაა მდინარეები და ნაკადულები, მტკნარი წყლის მხოლოდ 0.3% რჩება.

მიუხედავად ჩვენი პლანეტის ცნობილი ლურჯი შეფერილობისა კოსმოსიდან, მწყურვალი უცხოპლანეტელები იმედგაცრუებულები დარჩებოდნენ. სასმელი წყალი, სინამდვილეში, საკმაოდ მწირია.

თითქოს ეს საკმარისად შემაშფოთებელი არ იყოს, ჩვენ ხელთ არსებულ მცირე რაოდენობის წყალსაც საფრთხეს უქმნის კლიმატის ცვლილება, ურბანიზაცია, დაბინძურება და გლობალური მოსახლეობის ზრდა. 2 მილიარდზე მეტი ადამიანი ცხოვრობს რეგიონებში, სადაც მათი სასმელი წყლის ერთადერთი წყარო დაბინძურებულია.

ზღვის წყლის გამტკნარება (დესალინიზაცია) შესაძლო გამოსავალია. ერთ-ერთი მიდგომა გულისხმობს ფოროვანი მასალების გამოყენებას წყლის შესაწოვად, რომელიც შემდეგ მზის ენერგიით გახურებისას ორთქლდება. არსებული მზის ენერგიაზე მომუშავე ამაორთქლებლების პრობლემა ის არის, რომ მათი დიდი მასშტაბით გამოყენება რთულია. ზომის ზრდასთან ერთად, ეფექტიანობა მცირდება, რადგან ნაკლები წყლის ორთქლი ახერხებს პატარა ფორებისა და სქელი საზღვრების მქონე მასალებიდან გამოსვლას.

ახალი ფოროვანი მასალა

ჰონგ-კონგის პოლიტექნიკური უნივერსიტეტის მკვლევარმა, სი შენმა, ამ ტიპის სისტემების გაუმჯობესების გზის პოვნა სცადა. მან და მისმა გუნდმა შექმნეს აეროგელი, რომელიც მტკნარი წყლის წარმოებაში გაცილებით ეფექტიანია, ვიდრე გამტკნარების წინა მეთოდები.

მზის რადიაცია ერთადერთი ენერგიაა, რომელიც წყლის ასაორთქლებლად გამოიყენება, რის გამოც ბევრი მცდელობა იყო მიმართული ე.წ. ფოტოთერმული მასალების შესაქმნელად. როდესაც მზის სხივი ასეთ მასალებს ეცემა, ისინი შთანთქავენ სინათლეს და გარდაქმნიან მას სითბურ ენერგიად. წყლის გასამტკნარებლად წარმატებით გამოიყენებოდა ჰიდროგელები, მაგრამ ისინი ისეთი პოლიმერებია, რომლებიც წყალს იკავებენ, რაც უარყოფითად მოქმედებს ეფექტიანობაზე. ამის საპირისპიროდ, აეროგელები ისეთი პოლიმერებისგან მზადდება, რომლებიც ჰაერს იკავებენ. ამიტომ, შენმა და მისმა გუნდმა ფოტოთერმული აეროგელის შექმნა გადაწყვიტეს.

აეროგელები უფრო ხისტია, ვიდრე ჰიდროგელები, ამიტომ როგორც თხევად წყალს, ისე წყლის ორთქლს შეუძლია მათ ფორებში გავლა. აქამდე ამ მასალებს უკან მხოლოდ ის ფაქტი ხევდა, რომ მასშტაბის ზრდასთან ერთად, მათი ეფექტიანობა მცირდებოდა.

როგორ მუშაობს ახალი აეროგელი?

ღრუბლისებრი აეროგელი 3D-პრინტერით, ფენებად დაიბეჭდა პასტისგან, რომელიც ნახშირბადის ნანომილებსა და ცელულოზის ნანობოჭკოებს შეიცავდა. მას ჰქონდა თხელი საზღვრები გრძელ, თანაბრად განაწილებულ მიკროსკოპულ ფორებს შორის. ეს ორთქლის გამოყოფის გაზრდას ისახავდა მიზნად.

მკვლევართა გუნდმა აეროგელი ზღვის წყლიან ჭიქაში ჩაძირვით გამოსცადა, რომელსაც გამჭვირვალე პლასტმასისგან დამზადებული მოხრილი თავსახური ჰქონდა. როდესაც მზის სხივი პლასტმასში გაივლიდა, ის ჭიქაში არსებულ აეროგელს აცხელებდა, წყლის ორთქლი კი თავსახურზე კონდენსირდებოდა და ძაბრის გავლით ცალკე კონტეინერში ჩაედინებოდა. მათმა სისტემამ დაახლოებით 3 სუფრის კოვზი სასმელი წყალი გამოიმუშავა. თუმცა, ვინაიდან ეს აეროგელი გამძლეა და ეფექტიანობის შემცირების გარეშე მასშტაბირების საშუალებას იძლევა, მას გაცილებით მეტი პოტენციალი აქვს.

„ჩვენ ერთკვირიანი ტესტირება ჩავატარეთ და ეფექტიანობის არანაირი გაუარესება არ შეგვინიშნავს,“ — განუცხადა შენმა Ars Technica-ს. „მიუხედავად იმისა, რომ ზუსტ პასუხს ვერ გაგცემთ, თუ რა სიხშირით დასჭირდება აეროგელს შეცვლა, რადგან ეს სამუშაო ჯერ კიდევ ადრეულ ეტაპზეა, ჩვენ ახლა ვგეგმავთ რეალურ პირობებში ტესტირებას, რათა მისი გრძელვადიანი ეფექტიანობა ვნახოთ.“

შენი და მისი გუნდი გააგრძელებენ თავიანთი მეთოდის განახლებასა და მასშტაბირებას. წყლის გაწმენდის სფეროში მიღწეულ წინსვლებს შორის, ეს ნამდვილად სუფთა ჰაერის ჩასუნთქვას ჰგავს — ან სუფთა წყლის დალევას.

ITNEWS-ის მეგობარი ვებ-გვერდია ITJOBS.GE. ITJOBS.GE-ზე ორგანიზაციებს და ფიზიკურ პირებს, აქვთ საშუალება განათავსონ როგორც ვაკანსები, ტრენინგები და ივენთები ასევე კონკრეტული Tech დავალებები, რისთვისაც ეძებენ დეველოპერებს, დიზაინერებს, სეო სპეციალისტებს და ა.შ. ITJOBS.GE - იპოვე დასაქმების საუკეთესო შესაძლებლობები ან გამოაქვეყნე ვაკანსია / დავალება და მიაწვდინე ხმა სასურველ აუდიტორიას.