Получение влаги из воздуха без затрат энергии

15.06.2025

Вода - один из важнейших ресурсов на планете, и поиск новых способов ее получения особенно актуален в условиях глобального изменения климата и растущей засухи. Традиционные методы сбора воды из воздуха часто требуют затрат энергии или высокой влажности, что ограничивает их эффективность и применение. Однако группа американских инженеров сделала значительный прорыв, разработав материал, способный извлекать воду из атмосферы без использования дополнительной энергии.

Команда исследователей из Пенсильванского университета совместно с учеными из Технического университета Мюнхена представила новый класс наноматериалов, которые используют явление капиллярной конденсации. Этот процесс заключается в том, что водяной пар превращается в жидкость внутри крошечных пор материала, даже при невысокой влажности воздуха. Такое сочетание гидрофильных и гидрофобных элементов внутри наноструктуры позволяет собирать воду там, где традиционные методы оказываются бессильны.

В ходе экспериментов ученые исследовали смесь гидрофильных нанопор и гидрофобных полимеров, и их удивил самопроизвольный сбор капель воды на поверхности материала. Дальнейший анализ подтвердил, что уникальное взаимодействие между водолюбивыми и водоотталкивающими компонентами обеспечивает стабильное удержание воды. Примечательно, что в отличие от привычных методов, где требуется либо охлаждение воздуха, либо высокая влажность, новая технология обходится без внешних затрат энергии.

Интересным открытием стало то, что увеличение толщины материала напрямую влияет на объем собранной воды. Это свидетельствует о том, что капли формируются внутри пор и затем выходят наружу, а не образуются просто на поверхности. Более того, ученые зафиксировали, что капли воды сохраняются длительное время и не испаряются так быстро, как можно было ожидать исходя из их размеров и формы.

Новый наноматериал изготовлен из доступных и относительно недорогих полимеров и наночастиц, что делает его перспективным для массового производства. По словам разработчиков, его можно использовать в пассивных системах добычи воды, особенно в засушливых районах, где доступ к воде крайне ограничен. Помимо этого, материал пригоден для создания "умных" покрытий, способных охлаждать электронику и другие устройства без дополнительных энергозатрат.

Это открытие может стать ключевым элементом в решении глобальной проблемы дефицита воды и улучшении энергетической эффективности систем охлаждения. Использование капиллярной конденсации на базе наноматериалов открывает перспективу создания экологически безопасных и экономичных технологий, которые помогут обеспечить водой труднодоступные регионы и снизить нагрузку на природные ресурсы.

Разработка американских и немецких ученых демонстрирует, что инновации в области материаловедения способны не только изменить способы добычи воды, но и значительно повысить устойчивость человечества к климатическим вызовам, предлагая практичные и энергоэффективные решения.

<< Назад: Открыта планета с уникальным вращением 16.06.2025

>> Вперед: Динамическое изменение свойства света 15.06.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Летающая улитка 17.03.2012 Мелкая сухопутная улитка Тоrnatellides boeningi, питающаяся листьями деревьев на одном из японских островов, расселяется по воздуху. В этом ей помогают склёвывающие её птицы. Синичиро Вада, студентдипломник кафедры зоологии университета Тохоку, скармливая улиток птицам, обнаружил, что около 15% моллюсков проходят кишечный тракт птицы непереваренными. Они выходят с помётом через полчаса, а то и через два часа, за это время птица нередко успевает улететь довольно далеко. Видимо, проглоченная улитка на время перелёта целиком прячется в раковину и замыкает отверстие раковины специальной крышечкой и слизистой пробкой, как это делают многие её сородичи в неблагоприятных условиях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026