پژوهشگران «دانشگاه واترلو» سعی دارند با الهام گرفتن از تار عنکبوت و عملکرد نوعی سوسک در جذب کردن آب، سیستم هایی را برای جذب کردن آب از هوا بسازند.
به گزارش ایسنا به نقل از ساینمگ، گروهی از پژوهشگران «دانشگاه واترلو» (UWaterloo) در حال طراحی کردن سیستم های جدیدی برای جذب بخار آب موجود در هوا و تبدیل آن به مایع هستند. دکتر« مایکل تام»( Michael Tam) استاد دانشگاه واترلو به همراه «یی وانگ» (Yi Wang) و «وینان ژائو» (Weinan Zhao) دانشجویان مقطع دکتری، اسفنج ها یا غشاهایی با سطح وسیع ساخته است که رطوبت محیط اطراف خود را به طور مداوم جذب می کنند.
جهان امروز با چالش جدی کمبود آب شیرین روبرو است. به طور سنتی، آب شیرین از رودخانه ها، دریاچه ها، سفره های آب زیرزمینی و اقیانوس ها (Oceans) جمع آوری و تصفیه می شود. فناوری های کنونی که دکتر تام در حال توسعه آنها برای برداشت آب از منابع جایگزین است، از طبیعت الهام گرفته شده اند.
تام گفت: تار عنکبوت یک شگفتی مهندسی است که آب را بطور مؤثر جذب می کند. عنکبوت برای نوشیدن آب نیازی ندارد به رودخانه برود زیرا تار عنکبوت، رطوبت هوا (humidity) را به دام می اندازد.
به طور مشابه، سوسک های صحرای نامیب نیز دسترسی آسانی به آب ندارند اما آب را از هوا به دست می آورند و با بدن زرهی خود، قطرات آب را از مه جذب می کنند. این کار اجازه می دهد تا رطوبت جمع شود و در دهان آنها چکه کند.
تام و گروه پژوهشی او برای برداشت پایدار آب، به مهندسی سطح زیست تقلیدی مشغول هستند. یکی از فناوری هایی که تام طراحی می کند، برداشت آب جو نام دارد. گروه پژوهشی تام برای تقلید از ساختار منحصربه فرد سوسک، در حال طراحی یک ساختار سطحی مشابه هستند که از امولسیون موم تثبیت شده با سلولز برای جذب کردن قطرات ریز آب استفاده می کند و در عین حال، قطرات بزرگتر را به سرعت آزاد می سازد.
تام برای توسعه فناوری های پایدار، با مواد خالص کربن صفر مانند مواد طبیعی و گیاهی کار می کند. گروه پژوهشی او در حال توسعه فناوری هایی هستند که با استفاده از قدرت علم سطح و فناوری نانو، قطرات آب را جذب و دفع می کنند. او با موفقیت یک کاغذ فوق العاده آب گریز و ضد آب تولید کرده است. همچنین، تام در حال مهندسی کردن یک سطح هوشمند و قابل تنظیم کردن است که آب را از هوا می گیرد و با حداقل مصرف انرژی، آن را استخراج می کند. گام بعدی این گروه پژوهشی، توسعه یک فرآیند مقیاس پذیر برای مهندسی کردن چنین سطوحی است.
سیستم های تبخیر خورشیدی مستقیما انرژی خورشیدی (Solar energy) را برداشت می کنند، به جذب کردن آب می پردازند و بخار جمع آوری شده تازه را از طریق فرآیند تبخیر تولید می کنند. ساختارهای قارچی منحصربه فرد برای تبخیر خورشیدی از طرح های ساختاری زیست تقلیدی هوشمند الهام گرفته اند.
سیستم های پیشنهادی ارزان قیمت تولید آب شیرین، کم مصرف و سازگار با محیط زیست هستند. تام و گروهش در مقاله پژوهش خود، درباره چندین فناوری نویدبخش جمع آوری و تصفیه آب صحبت کرده اند.
این پژوهش، در مجله «Nature Water» به چاپ رسید.
- 16
- 4
