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:

Рекорд перелета птицы 19.10.2020

Ученые международного объединения Global Flyway Network, которое отслеживает долговременные перелеты птиц, заявили, что птица вида веретенник малый установил новый мировой рекорд самого длинного непрерывного полета, пролетев свыше 12 000 километров за 11 дней. По словам ученого, веретенник малый вылетел из Аляски 16 сентября и прибыл в бухту недалеко от новозеландского города Окленд 27 сентября. Птицу поймали в конце 2019 года; на его лапку тогда повесили 5-граммовый приемник, который передав ...>>

Саморазлагающийся пластик из промышленных отходов 19.10.2020

Ученые из Института производственных систем и технологий проектирования Общества Фраунгофера (IPK, Германия) в сотрудничестве с партнерами из Департамента технологии биопроцессов Берлинского технического университета, а также исследователями из США, Малайзии и Колумбии разработали процесс получения пластика из промышленных отходов, который не требует переработки. Пластик нового типа, изготовленный из переработанных отходов, быстро разлагается менее, чем за год. Вещество, которое скоро будет и ...>>

Найден ключ к рабочей памяти мозга 18.10.2020

Рабочая память - способность удерживать мысли в уме, даже отвлекаясь, - это основа абстрактных рассуждений и определяющая характеристика человеческого мозга. Она серьезно нарушается при таких расстройствах, как шизофрения и болезнь Альцгеймера, но иногда может подвести и здорового человека. Американские исследователи из Йельского университета обнаружили ключевую молекулу, которая помогает нейронам сохранять информацию в рабочей памяти, что потенциально может привести к лечению нейрокогнитивны ...>>

Мкроконтроллеры AVR-DВ с тремя операционными усилителями 18.10.2020

Новая серия микроконтроллеров общего назначения от Microchip. Семейство относится к линейке высокопроизводительных устройств и построено на базе ядра AVR, которое теперь может работать на частоте 24 МГц во всем диапазоне питающего напряжения. Серия состоит из 11 устройств с вариантами выбора объема памяти от 32 до 128 кбайт, в корпусах от 28 до 64 выводов. Серия создана чтобы привнести обработку аналогового сигнала, управление в режиме реального времени и поддержку нескольких напряжений на од ...>>

Мягкий робот для океана 17.10.2020

Подводная среда является одной из наименее изученной человечеством. И специально для того, чтобы помочь исследователям подробней ее изучить, при этом не нанося вреда кораллам, а также морской жизни в целом, инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили и успешно создали робота-кальмара, который должен идеально подойти для этих целей. Особенностью данного робота является то, что он "мягкий". И в целом, это является его основным преимуществом, ведь он, в отличие от жестких роботов, п ...>>

Случайная новость из Архива

Микропластик попадает в органические удобрения 20.04.2018

Микропластик - это микроскопические пластиковые элементы, которые не видны человеческому глазу. Однако они представляют для окружающей среды даже большую опасность, чем крупные пластиковые бутылки и пакеты. Микропластик сейчас плавает во всех мировых океанах и попадает в пищу морских обитателей. Однако и на суше он может вызвать огромные проблемы.

Исследователи задались вопросом, могут ли мелкие пластиковые частички, которые попадают в несъеденные продукты питания и в отходы из растений на фермах, также проникать и в удобрения. Чтобы найти ответ, ученые протестировали компосты с нескольких перерабатывающих предприятий, которые были получены как аэробным, так и анаэробным способом.

При аэробном компостировании разложение проходит при наличии кислорода: отходы смешивают с почвой, микробы разрушают их и превращают в материал, пригодный для "кормления" растений. Анаэробное разложение происходит в бескислородной среде: органический материал попадает либо в запечатанный сосуд, либо в яму, которую накрывают пленкой, где он гниет, "переваривается". При этом способе не только получаются удобрения, но и вырабатывается биогаз.

В результате исследования ученые нашли некоторое количество микропластика во всех образцах, которые они тестировали. Пластиковые элементы не нашли лишь в тех удобрениях, которые были получены из отходов от растений. Они также обнаружили, что количество микропластика зависит от способа переработки. Большее количество пластиковых микроволокон оказывается в удобрениях, полученных при аэробном компостировании. Специалисты предполагают, что микропластик попадает в биоотходы из пищевых продуктов (в которых он тоже присутствует), а также из пластиковых контейнеров, в которые собирают и в которых хранятся отходы.

Испытания проводились на перерабатывающих предприятиях в Германии. Это уникальное исследование, потому что Германия считается страной, которая серьезно относится к работе с органическими отходами и, в целом, к сортировке мусора. Так, продукты, которые давно испортились в холодильнике, отправляются в отдельную мусорную корзину, а потом - на перерабатывающие предприятия, где их очищают перед тем, как превратить в удобрения.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов