|
|
 В век нанотехнологий и квантовых компьютеров электричество и чистая питьевая вода давно стали привычными составляющими обеспеченной жизни. Но не для жителей стран третьего мира. Даже сегодня 1/10 всего населения планеты считает чистую воду роскошью. Например, в Индии миллионы людей ежегодно умирают от разных болезней, связанных с загрязнённой водой, и среди них около 600 тысяч детей, сообщает ЮНИСЕФ.
Чтобы решить эту проблему, американские учёные разработали водоочистительный прибор, работающий от солнечных батарей. Как сообщается, устройство очищает воду в четыре раза быстрее и эффективнее, чем его дорогостоящие аналоги, и при этом его производство обходится невероятно дёшево.
Как признаётся команда из университета Нью-Йорка в Буффало, саму технологию они позаимствовали у наших предков, которые очищали воду, помещая её в сосуды с чёрным дном и накрывая сверху прозрачным материалом. Смысл такой "системы" прост: тёмный материал хорошо поглощает солнечный свет, нагревается и ускоряет испарение, влага конденсируется на прозрачной "крышке" и стекает в воронку для питьевой воды. А загрязняющие вещества и соли (по крайней мере, большая их часть) не испаряются, и таким образом на выходе получается очищенная вода.
Проблема такого метода лишь в объёмах и времени: чтобы получить дневную норму для одного человека, площадь сосуда должна быть как минимум шесть квадратных метров.
Однако современная наука помогла значительно усовершенствовать старый проверенный способ.
По сути, для создания устройства понадобилось всего три компонента. Первый – это бумага с волокнами клетчатки – подобная используется, к примеру, для изготовления денежных купюр. Эту бумагу учёные покрыли углеродной сажей, которую можно получить в результате неполного сгорания масла или смолы. Второй компонент – блок пенополистирола (газонаполненный материал, известный всем, кто хоть раз пил из пластикового стаканчика). Этот блок нарезали на 25 небольших сегментов и поместили на поверхность неочищенной воды в качестве изолирующего барьера, чтобы не нагревалась вся вода сразу. Фрагменты бумаги, нарезанные в виде крестов, накрыли эти сегменты так, чтобы их концы находились в воде. Третий компонент – прозрачный акриловый корпус, которым накрыли систему и который должен был собирать испаряющуюся влагу.
Что получилось в итоге: вода в силу капиллярного эффекта поднимается по бумаге вверх и там испаряется. Тем временем сажа, которой покрыта бумага, поглощает солнечный свет и преобразует солнечную энергию в тепло, используемое для испарения. В свою очередь, испарения попадают на акрил, который направляет конденсат в резервуар для чистой воды.
По словам авторов работы, их устройство может очищать от 3 до 10 литров воды в день, а эффективность системы по сравнению с её коммерческими аналогами оказалась на 88% выше (в процессе испарения учёные потеряли лишь 12% солнечной энергии).
Авторы уже создали стартап под названием Suny Clean Water и планируют предлагать свою идею компаниям по всему миру, чтобы обеспечить развивающиеся страны чистой питьевой водой.
Подробное описание американской разработки содержится в научной статье, опубликованной в издании Global Challenges.
Тем временем в Индии (где около 77 миллионов человек не имеют доступа к чистой питьевой воде) уже внедряют другую систему очистки воды, которая также работает на солнечной энергии. Идея принадлежит исследователям из Эдинбургского университета и заключается в том, чтобы солнечный свет возбуждал движение высокоэнергетических частиц внутри фотокаталитического материала. Благодаря этому активизируются молекулы кислорода, которые убивают болезнетворные бактерии и вредные органические вещества.
Всё, что требуется от человека, – поворачивать ёмкость с загрязнённой водой вслед за солнцем, пока вода не станет пригодной для питья. Впрочем, такую систему можно использовать и в "симбиозе" с фильтрами, которые отсеивают более крупные частицы мусора.
Индийско-шотландская команда надеется начать испытания в рамках масштабного пилотного проекта уже через пять месяцев.
Вести.Ru
9 Февраля 2017 |
|
