فناوری نوین شیرین‌سازی آب دریا بدون نیاز به برق
محققان موفق به ساخت ماده اسفنجی جاذبی شده‌اند که می‌تواند تنها با استفاده از نور خورشید، آب دریا را به آب آشامیدنی سالم تبدیل کند. این فناوری با ساختار سه‌بعدی و بدون نیاز به برق کار می‌کند و در آزمایش‌های میدانی نیز موفق بوده است.
چالش جهانی کمبود آب شیرین
میلیاردها نفر در سراسر جهان با کمبود آب شیرین مواجه هستند و کارخانه‌های شیرین‌سازی آب، انرژی بسیار زیادی مصرف می‌کنند. برای حل این مشکل، دانشمندان دانشگاه پلی‌تکنیک هنگ‌کنگ فناوری پایدار و کم‌هزینه‌ای توسعه داده‌اند.
ساختار هوشمند ایروژل اسفنجی
این محققان موفق به ساخت یک ایروژل اسفنجی شده‌اند. برخلاف هیدروژل‌ها که نرم و پر از مایعات هستند، ایروژل‌ها ساختاری سفت و پر از منافذ جامد دارند که برای حرکت بخار آب ایده‌آل است. محققان با استفاده از چاپ سه‌بعدی، خمیری متشکل از نانولوله‌های کربنی و نانوالیاف سلولزی را روی یک سطح یخ‌زده به صورت لایه‌لایه چاپ کرده‌اند. این فرآیند منجر به ایجاد ساختار اسفنجی با کانال‌های عمودی و یکنواخت در مقیاس میکروسکوپی (به عرض تنها ۲۰ میکرومتر) شده است.
نحوه عملکرد سیستم شیرین‌سازی
فرآیند شیرین‌سازی با این دستگاه بسیار ساده و بدون نیاز به انرژی خارجی است:
- ابتدا اسفنج ایروژل در ظرفی حاوی آب شور قرار می‌گیرد.
- با قرارگیری در معرض نور خورشید، سطح بالایی اسفنج که حاوی نانولوله‌های کربنی است، به سرعت داغ شده و باعث تبخیر آب می‌شود.
- نمک و دیگر ناخالصی‌ها در پایین باقی می‌مانند.
- یک پوشش پلاستیکی شفاف و منحنی روی ظرف قرار می‌گیرد.
- بخار آب خالص پس از برخورد با سطح داخلی این پوشش، سرد شده و به قطرات آب شیرین تبدیل می‌شود.
مزایای این فناوری نوین
بزرگ‌ترین نوآوری این طرح، حل مشکل مقیاس‌پذیری است. در روش‌های قبلی با بزرگ‌ترشدن ابعاد ماده، کارایی آن به شدت کاهش می‌یافت. اما به لطف کانال‌های عمودی و یکنواخت این ایروژل جدید، هزینه تبخیر آب صرف نظر از اندازه قطعه (از ۱ سانتی‌متر تا ۴ سانتی‌متر) ثابت و کارآمد باقی می‌ماند. در یک آزمایش در فضای باز، این سیستم ساده توانست در عرض ۲ ساعت و فقط با استفاده از نور طبیعی خورشید، حدود ۹ کیلوگرم آب کاملاً قابل شرب تولید کند.
