Siatki przeciwmgielne: system zbierający i oczyszczający wodę

W niektórych obszarach świata, które są naturalnie mgliste i oddalone od źródeł wody, takich jak wnętrze Peru, Boliwii, Chile i Maroka, nierzadko zdarza się, że ludzie wieszają sieci na zewnątrz w celu połowu małe kropelki wody które tworzą mgłę.

Problem ta technika jest to, żewoda zebrana z mgły w ten sposób może zawierać wiele z nich substancje zanieczyszczające obecna w atmosferze: w konsekwencji na niektórych obszarach, pomimo gromadzenia setek litrów wody dziennie, woda wydobywana z mgły nie jest wystarczająco czysta, aby można ją było pić lub używać do gotowania.

Naukowcy z Federalny Instytut Politechniczny w Zurychu dlatego opracowali metodę umożliwiającą produkcję czystej, nawet pitnej wody, zaczynając od techniki siatki wyłapującej mgłę: nowy system łączy w sobie pojedynczą technologię kolekcja i oczyszczanie wody złapany w sieci.

Konferencja ONZ w celu przyjęcia programu działań w sprawie wody
Ślad chemiczny kakao: wielkie odkrycie dla czekolady

Siatki wychwytujące mgłę: starożytna, ale odnowiona technologia

Pierwsze systemy dla wychwytywać kropelki wody z mgły sięgają epoki prekolumbijskiej: pierwsza znana metoda zbierania wody z mgły za pomocą kondensacji polegała na umieszczaniu pojemników pod gałęziami niektórych drzew. Pierwsze ślady tego systemu zbierania pochodzą z lat Imperium Inków.

W 1969 roku technologia już ewoluowało Sieci o powierzchni 100 metrów kwadratowych w stanie zaopatrzyć w wodę całą bazę wojskową: miało to miejsce w Republice Południowej Afryki, a system sieciowy pozwolił na wyprodukowanie około 11 litrów wody dziennie.

Dziś projekty pobór wody poprzez sieci (metalowe, bambusowe lub inne materiały) są szeroko rozpowszechnione na całym świecie i znacząco przyczyniają się do zaspokojenia potrzeb wodnych miast i osiedli, które nie posiadają dostęp do źródeł wody innego typu.

W krajach takich jak Peru, Boliwia i Chile nierzadko zdarza się, że ludzie wieszają sieci, aby łapać kropelki wody, i to samo dzieje się w głębi lądu Maroko i innych gorących krajach: w formacie domowym lub bardziej strukturalnym, technologia jest dobrze znana i ceniona niemal wszędzie.

Za pomocą jednego siatka wyłapująca mgłę Mając zaledwie kilka metrów kwadratowych, dziennie można zebrać nawet setki litrów wody, którą można wykorzystać do prania, a jeśli warunki na to pozwalają, do gotowania.

Problem z tym systemem polega na tym, że zebrana woda nie zawsze jest wystarczająco czysta, aby można ją było uznać za zdatną do picia.

Myślenie o wodzie oznacza myślenie o przyszłości: lepiej ją chronić i nią zarządzać
Wielka 100 chemii i wyzwania globalnej gospodarki

Oczyszczanie wody przechwyconej przez mleczny meteor

Kluczowa wada tej metody zbieranie wody è wpływ zanieczyszczenia powietrza na jakość wody: niebezpieczne substancje rozproszone w środowisku również trafiają do kropelek uwięzionych w sieciach.

W wielu największych miastach świata powietrze jest tak zanieczyszczone, że z mgły zbiera się woda nie jest wystarczająco czysty do picia lub używania do gotowania bez uprzedniego leczenia. Badanie przeprowadzone przez badaczy z Federalny Instytut Politechniczny w Zurychu został stworzony właśnie po to, aby odpowiedzieć na ten krytyczny problem.

Dzięki specjalnej powłoce opartej na polimery i dwutlenek tytanu, sieć wychwytująca mgłę opracowana przez naukowców ze szwajcarskiego uniwersytetu potrafi jednocześnie gromadzić i oczyszczać wodę.

La technologia di oczyszczanie wody jest oparty na chimica: dwutlenek tytanu, jak wyjaśniają naukowcy, działa jako katalizator chemiczny poprzez rozkład cząsteczek różnych zanieczyszczeń organicznych obecnych w wodzie, które w ten sposób stają się nieszkodliwe.

"Nasz system nie tylko zbiera mgłę, ale także uzdatnia zebraną wodę„Wyjaśnia Ritwicka Ghosha"co oznacza, że ​​można go stosować na terenach zanieczyszczonych powietrza, takich jak gęsto zaludnione ośrodki miejskie”. Naukowiec pochodzący z Instytutu Badań nad Polimerami Maxa Plancka w Moguncji prowadził ten projekt podczas dłuższego pobytu w ETH Zurich.

Całkowicie nowy dron do ultraszybkich przejść między powietrzem a wodą
Święty Graal zielonej chemii: wolne od toksyczności fluorochemikalia

Polimery i nanocząsteczki do oczyszczania H20O pochodzącego z nieba

"Serce naszego projektu”, czytamy wartykuł opublikowany w Nature, „jest to siatka druciana pokryta anatazowe nanocząsteczki dwutlenku tytanu osadzony w matrycy polimerowej”.

Innymi słowy, system opracowany przez badaczy z at Politechnika w Zurychu składa się z wąska siatka oczek z drutu metalowego, pokrytego mieszaniną specjalnie dobrane polimery oraz dwutlenek tytanu, pigment mineralny szeroko stosowany w produkcji kosmetyków.

"Po aktywacji przez światło słoneczne fotoaktywna warstwa dwutlenku tytanu rozkłada cząsteczki organiczne, takie jak olej napędowy, nawet przy braku światła słonecznego”, wyjaśniają badacze: jedyny wymagana energia z tego genialnego systemu jest jednym mała i regularna dawka promieni UV.

W testach zewnętrznych, jak czytamy w badaniu, urządzenie pokazuje „skuteczność uzdatniania wody większa niż 85 procent”: to zaproponowane przez naukowców ETH jest zatem bardzo skutecznym rozwiązaniem, z którym mogłyby sobie poradzić całe społeczności problem niedoboru wody bez konieczności uciekania się do spalania lub innych źródeł energii.

Średniowieczne koło wodne do odtwarzania różnorodności biologicznej
Rozwój nowych leków, biblioteki wzbogacone dzięki chemii

Pasywne oczyszczanie wody: rozwiązanie nie wymaga energii

Nowy system dotekstrakcja wody z mgły testowano go w laboratorium oraz w małym zakładzie pilotażowym w Zurychu. Naukowcy byli w stanie to zrobić zbierz 8 procent wody w sztucznie utworzonej mgle i rozkładają 94 procent związków organicznych dodanych substancji, w tym oleju napędowego i chemicznego bisfenolu A, o których wiadomo, że są niebezpieczne dla zdrowia.

Oprócz zbierania wody pitnej z mgły, system ten może być również z zyskiem wykorzystywany odzyskać wodę wykorzystywaną w wieżach chłodniczych. "W Stanach Zjednoczonych, gdzie mieszkam, do chłodzenia elektrowni wykorzystujemy duże ilości świeżej wody„Wyjaśnia Tomasz Schutzius, ówczesny szef projektu ETH, a obecnie profesor na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley.

Jak wyjaśnia profesor: „sensowne byłoby przechwycenie części tej wody, zanim ucieknie, i upewnienie się, że jest czysta, na wypadek gdybyś chciał ją zwrócić do środowiska”. Poprzednie badania Ghosha, pierwszego autora badania, skupiały się właśnie na tym odzyskiwanie wody z wież chłodniczych.

Ta nowa technologia otwiera jednak znacznie szersze możliwości: po zainstalowaniu system ten nie wymaga konserwacji ani energii. Dzięki nieruchomości zwanej pamięć katalitycznawystarczy pół godziny światła słonecznego, aby aktywować tlenek tytanu na 24 godziny, który pozostaje aktywny nawet w ciemności.

Nowy system jawi się zatem jako ekonomiczne i racjonalne rozwiązanie nie tylko dla rozwiązać problem niedoboru wody pitnej na obszarach wiejskich i w miastach na całym świecie, ale także dla rozwinąć potencjał zbierania wody z mgły, niedocenianego basenu, w który może być zaangażowany również duży przemysł.

W Szwajcarii powstała papierowa bateria z wyłącznikiem wodnym
Niespodzianki chemii: tak odpady z tworzyw sztucznych stają się mydłem