Получение воды даже из воздуха пустыни

09.09.2019

Несмотря на то, что в XXI веке человечеству служат передовые технологии, многие населенные регионы на нашей планете до сих пор страдают от дефицита питьевой воды. Но этот кризис может быть разрешен уже в ближайшее время. Яги, химик из Калифорнийского университета в Беркли, сообщил, что он и его коллеги создали устройство на солнечной энергии, которое могло бы обеспечить водой миллионы людей.

В его основе лежит пористый кристаллический материал, известный как металлоорганический каркас (MOF), который действует как губка: он высасывает водяной пар из воздуха даже в пустыне, а затем выпускает его в виде жидкой воды.

Яги и его коллеги синтезировали первый MOF в 1995 году, и с тех пор химики спроектировали уже десятки тысяч подобных структур. Каждая из них состоит из атомов металла, которые действуют как концентраторы, соединенные в пористую сеть органическими линкерами, предназначенными для быстрого удержания концентраторов и создания отверстий для размещения молекулярных "гостей". Смешивая и сопоставляя металлы и линкеры, исследователи обнаружили, что они могут адаптировать поры для захвата молекул газа, таких как водяной пар и диоксид углерода (CO2).

Первые версии устройства с использованием MOF оказались слишком дорогостоящими - химики использовали цирконий, который стоит примерно $160 за кило и потому не выгоден для массовой промышленности. Однако недавно они решили и эту проблему: новый каркас был синтезирован уже на основе алюминия (который стоит $3 за килограмм) и получил название MOF-303.

Изначальный КПД тоже оставлял желать лучшего. Но теперь, используя способность MOF-303 заполнять и опорожнять поры всего за несколько минут, команда может ежедневно совершать десятки таких циклов. При поддержке солнечной панели для питания вентилятора и нагревателя, которые ускоряют циклы, устройство производит до 1,3 литра воды на килограмм MOF в день даже из воздуха пустыни. Но это не предел: Яги ожидает дальнейших улучшений, которые позволят увеличить это количество до 8−10 литров в день. В прошлом году он основал компанию Water Harvesting, которая этой осенью планирует выпустить микроволновое устройство, способное производить до 8 литров в день. В следующем же году компания обещает масштабную версию, которая будет производить 22 500 литров в день, что достаточно для снабжения небольшой деревни. "Мы просто делаем воду мобильной", говорит Яги. "Это как взять проводной телефон и сделать из него беспроводной".

<< Назад: Мозг леворуких людей отличается уже в утробе 09.09.2019

>> Вперед: Твердотельные накопители Patriot Viper VP4100 08.09.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Tesla создает процессоры искусственного интеллекта 09.12.2017 Глава Tesla Элон Маск в ходе Конференции по нейронным вычислениям и машинному обучению (NIPS) в Лонг-Бич (Калифорния, США) прокомментировал информацию о том, что компания проектирует собственные процессоры искусственного интеллекта (ИИ). В сентябре сообщалось, что Tesla совместно с AMD создает передовой чип для обработки алгоритмов искусственного интеллекта в автомобилях с системой автономного вождения. Тогда говорилось, что над проектом под руководством Джима Келлера, архитектора чипов и руководителя аппаратного и программного обеспечения Autopilot компании Tesla, работает команда в составе более 50 человек. И вот теперь все точки над "i" расставил господин Маск. "Я хочу дать ясно понять, что Tesla очень серьезно относится к искусственному интеллекту, как с программной, так и с аппаратной точки зрения. Мы разрабатываем кастомизированные ИИ-чипы", - поведал глава Tesla. При этом, как отметил Элон Маск, команда верит в то, что проектируемые аппаратные решения "станут лучшими в мире". Специализированные ИИ-процессоры, созданные с учетом нужд и требований Tesla, смогут значительно улучшить функции автопилотирования в автомобилях компании. Tesla стремится к тому, чтобы вывести на коммерческий рынок электрокары, которые смогут передвигаться полностью самостоятельно в любых условиях.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026