Губчатые кристаллы производят питьевую воду из воздуха Фото: Чжионг Ся, Мэтью Логан и Спенсер Ланжевен из APL исследуют высокоабсорбирующие материалы, что потенциально может привести к технологиям, которые могут обеспечить постоянный доступ к питьевой воде в самых засушливых районах планеты. Источник: Johns Hopkins APL
  • Дата:02.02.2020
  • Просмотры:803
  • Источник: Johns Hopkins APL

Исследование основано на металлоорганических каркасах (MOF), удивительном материале будущего, который обладает самой большой площадью поверхности из известных, относительно своего веса

Для многих небогатых жителей планеты одной из самых серьезных экологических угроз для собственного здоровья остается отсутствие надежного доступа к безопасной воде. Ученые из Лаборатории прикладной физики имени Джона Хопкинса (APL) в Лореле, США, исследуют высокопоглощающие материалы, которые могут извлекать питьевую воду из воздуха, что потенциально может привести к появлению технологий, обеспечивающих постоянный доступ к питьевой воде в самых засушливых районах планеты.

Их исследование основано на металлоорганических каркасах (MOF), удивительном материале будущего, который обладает самой большой площадью поверхности из известных, относительно своего веса. Губчатые кристаллы могут быть использованы для захвата, хранения и выделения химических соединений, таких как вода, а большая площадь поверхности обеспечивает больше места для химических реакций и адсорбции молекул.

«Первые эксперименты доказали, что концепция может работать». «Однако, пока имеются трудности с пропускной способностью материала. Исследователям удалось произвести до 1,3 литра питьевой воды в день на килограмм сорбента в сухих условиях - этого пока недостаточно даже для одного человека. Для создания более эффективного устройства сбора воды требуется лучшее понимание свойств структуры материала, контролирующей поглощение и транспорт вещества».

Дальнейшее изучение MOF позволит раскрыть фундаментальные свойства материала, определяющие кинетику и возможный объем поглощения воды. Необходимо понимание потенциального влияния температуры, влажности и толщины слоя материала на процесс адсорбции-десорбции, чтобы определить оптимальные рабочие параметры.

«Было предположено, что в идеальных условиях MOF могли бы производить 8,66 литров воды в день на килограмм собственного веса». «Это в дальнейшем послужит ориентиром для усовершенствования методов сбора воды следующего поколения».

Также сейчас ведется изучение MOF с низкими параметрами относительной влажности, большей площади поверхности и полярными функциональными свойствами, чтобы увидеть, как каркасы работают в очень сухих условиях. Изучаются различные конфигурации MOF для определения оптимального поглощения.

Связанная статья журнала Scientific Reports:

https://www.nature.com/articles/s41598-020-58405-9

Комментарии

Руслан Витальевич Крутенко

Есть только один нюанс - технология бесполезна в городах, так как воздух весьма загрязнен бензапиренами и прочими ядовитыми веществами, которые будут присутствовать в полученной из воздуха воде. Требуется серьёзный водный фильтр в виде обратного осмоса.

Алексей Поляков

Сейчас основное направление в исследованиях получения воды из воздуха - это материаловедение. Например, использование MOF-структур. Однако, основные перспективы подтверждены и реализованы в направлении термодинамики - более глубокое охлаждение воздуха по температуры точки росы для максимального извлечения содержащейся в нем влаги... Повторяю: "Не МOFами едиными!!!". Помимо материаловедения, очень перспективным направлением является новая термодинамика: воздушное и водяное охлаждение электроники и всего-всего (жидкости и газа) не до температуры точки влажного термометра, а до температуры точки росы внешнего воздуха. Слайд - это психрометрическая диаграмма цикла Майсоценко, М-цикла. Видим точку 3' - это и есть "точка росы", а не какой-то там "влажный термометр"...

Увеличение энтальпии в М-цикле

Написать комментарий

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Другие публикации по теме