VIDEO: Ultrazvučni uređaj za sakupljanje vode iz zraka

Čak i u pustinjskim uvjetima postoji određena razina vlage u zraku, koja se uz pravi materijal, može upiti i iscijediti kako bi se dobila čista pitka voda. Posljednjih godina znanstvenici su razvili mnoštvo obećavajućih materijala nalik spužvama za skupljanje atmosferske vode.

Ali izdvajanje vode iz ovih materijala obično zahtijeva toplinu i vrijeme. Postojeći dizajni oslanjaju se na toplinu sunca kako bi isparili vodu iz materijala i kondenzirali je u kapljice. Ali ovaj korak može trajati satima ili čak danima.

Inženjeri s američkog tehnološkog instituta MIT sada su osmislili način za brzo izvlačenje vode iz materijala za sakupljanje atmosferske vode. Umjesto da čekaju da sunce ispari vodu, tim koristi ultrazvučne valove za protresanje vode, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Istraživači su razvili ultrazvučni uređaj koji vibrira na visokoj frekvenciji. Kada se na uređaj stavi materijal za sakupljanje vode, poznat kao "sorbent", on emitira ultrazvučne valove koji su podešeni da istresu molekule vode iz sorbenta. Tim je otkrio da uređaj oporavlja vodu za nekoliko minuta, za razliku od desetaka minuta ili sati potrebnih za termalne dizajne.

Za razliku od dizajna temeljenih na toplini, uređaj zahtijeva izvor napajanja. Tim predviđa da bi uređaj mogao biti napajan malom solarnom ćelijom, koja bi također mogla djelovati kao senzor za detekciju kada je sorbent pun. Također bi se mogao programirati da se automatski uključi kad god materijal prikupi dovoljno vlage za ekstrahiranje. Na taj način, sustav bi mogao upiti i istresti vodu iz zraka tijekom više ciklusa u jednom danu.

„Ljudi su tražili načine za iskorištavanje vode iz atmosfere, što bi mogao biti veliki izvor vode, posebno za pustinjska područja i mjesta gdje nema čak ni slane vode za desalinizaciju“, kaže Svetlana Boriskina, glavna znanstvenica na Odjelu za strojarstvo MIT-a. „Sada imamo način za brz i učinkovit oporavak vode.“

Boriskinina grupa na MIT-u razvija materijale koji na nove načine interagiraju s okolinom. Nedavno je njezina grupa istraživala sakupljanje atmosferske vode (AWH) i načine na koje se materijali mogu dizajnirati da učinkovito apsorbiraju vodu iz zraka. Nada je da će, ako mogu pouzdano raditi, AWH sustavi biti od najveće koristi zajednicama u kojima su tradicionalni izvori pitke vode, pa čak i slane vode, rijetki.

Ultrazvučni valovi su akustični tlačni valovi koji putuju frekvencijama većim od 20 kiloherca (20.000 ciklusa u sekundi). Takvi visokofrekventni valovi nisu vidljivi ili čujni ljudima. I, kako je tim otkrio, ultrazvuk vibrira na upravo pravoj frekvenciji da istrese vodu iz materijala.

Uređaj su testirali na prethodno dizajniranom materijalu za sakupljanje atmosferske vode. Koristeći uzorke veličine četvrtine materijala, tim je prvo svaki uzorak stavio u komoru za vlažnost, postavljenu na različite razine vlažnosti. Tijekom vremena, uzorci su apsorbirali vlagu i postali zasićeni. Istraživači su zatim svaki uzorak stavili na ultrazvučni aktuator i uključili ga da vibrira na ultrazvučnim frekvencijama. U svim slučajevima, uređaj je uspio istresti dovoljno vode da osuši svaki uzorak u samo nekoliko minuta.

Istraživači su izračunali da je, u usporedbi s korištenjem topline Sunca, ultrazvučni dizajn 45 puta učinkovitiji u ekstrakciji vode iz istog materijala.