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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Автомобильный сверхчувствительный датчик изображения Sony IMX324 28.10.2017 Компания Sony представила новый 7,72-Мп датчик IMX324. Датчик располагает 7,42 млн эффективных пикселей - это наивысший показатель в отрасли. Соотношение сторон датчика 1/1,7. Чувствительность определяется на уровне 2666 мВ. Разрешение датчика таково, что камера с его использованием способна получить четкое изображение дорожного знака с расстояния около 160 метров. Человеку такое не под силу. Подобные датчики ориентированы на работу в электронных системах подсказки водителям ADAS (advanced driver-assistance systems). Данная разработка, по словам Sony, совместима с процессорами изображений EyeQ4 и EyeQ5 компании Mobileye, приобретенной ранее компанией Intel. В ночное время датчики IMX324 работают как в "пакетном" режиме с фильтрами RCCC (красный, три чистых), когда для повышения чувствительности четыре соседних пикселя работают как один (режим pixel binning mode), так и в режиме чередования свет/тень. Массив пикселей для каждого кадра попеременно переключается из режима повышенной чувствительности для захвата изображения в темных участках сцены, в режим захвата засвеченных участков в ярком уличном освещении и в свете передних фар автомобиля. Итоговое изображение, которое "склеивается" специализированным процессором, получается детализированным и относительно контрастным в тенях и на свету. Датчики Sony IMX324 способны захватывать изображение с внешним освещением 0,1 люкс. Это равнозначно съемке в условиях света одной лишь полной луны в безоблачный день. Датчики помогут на большом удалении различить пешехода на трассе и возможные препятствия. Датчики, что характерно для Sony, многослойные и предназначены для стековой компоновки, что позволяет делать камеры с ними компактными.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025