Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (το περίφημο MIT) ανέπτυξαν μια συσκευή που συλλέγει υγρασία από τον αέρα, ακόμη και σε άκρως ξηρές περιοχές, και τη μετατρέπει σε πόσιμο νερό μέσα σε λίγα λεπτά. Η ομάδα ελπίζει ότι η τεχνολογία θα μπορέσει τελικά να χρησιμοποιηθεί για την παροχή καθαρού νερού σε κοινότητες όπου οι φυσικές πηγές νερού είναι ελάχιστες.
Τα συστήματα συλλογής νερού από την ατμόσφαιρα λειτουργούν τραβώντας υγρασία από τον αέρα και συμπυκνώνοντάς την σε υγρό νερό. Αυτό συνήθως περιλαμβάνει την ψύξη υγρού αέρα ή τη χρήση σπογγώδων υλικών τα οποία απορροφούν υδρατμούς και στη συνέχεια απελευθερώνουν τη συλλεγμένη υγρασία ώστε να μετατραπεί σε σταγονίδια.
Η πρόκληση είναι ότι τέτοιες συσκευές βασίζονται συνήθως στον Ήλιο για να εξατμίσουν το νερό διαδικασία που μπορεί να διαρκέσει ώρες ή και ημέρες. Αυτό περιορίζει τη χρησιμότητά τους σε ξηρά περιβάλλοντα με λίγους πόρους, συμπεριλαμβανομένων περιοχών όπου δεν υπάρχει ούτε θαλασσινό νερό για αφαλάτωση.
Η νέα συσκευή του MIT όμως χρησιμοποιεί υπερηχητικά κύματα για να αποβάλει την υγρασία από αυτά τα απορροφητικά υλικά. Η απελευθερωμένη υγρασία στη συνέχεια ρέει μέσα από μικρά ακροφύσια στη βάση της συσκευής όπου συλλέγεται και μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Σύμφωνα με τους ερευνητές το υπερηχητικό πρωτότυπο είναι 45 φορές πιο αποτελεσματικό στην εξαγωγή νερού από την απλή εξάτμιση. Τα ευρήματά τους περιγράφονται σε άρθρο που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Nature Communications».
«Οι άνθρωποι αναζητούν τρόπους να συλλέξουν νερό από την ατμόσφαιρα, κάτι που μπορεί να αποτελέσει μια τεράστια πηγή νερού, ειδικά για ερήμους και περιοχές όπου δεν υπάρχει ούτε θαλασσινό νερό για αφαλάτωση. Τώρα έχουμε έναν τρόπο να ανακτούμε νερό γρήγορα και αποτελεσματικά» δήλωσε η Σβετλάνα Μπορίσκινα, συν-συγγραφέας της μελέτης.
Πόσιμο νερό σε λίγα λεπτά
Η προσέγγιση του MIT χρησιμοποιεί υπερήχους, ηχητικά κύματα με συχνότητες πάνω από 20 κιλοχέρτζ, πέρα από το εύρος της ανθρώπινης ακοής, για να απελευθερώσει την υγρασία από το απορροφητικό υλικό.
Η καρδιά της συσκευής είναι ένας επίπεδος κεραμικός δακτύλιος που δονούνται όταν εφαρμόζεται τάση. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι παλμοί υψηλής συχνότητας ήταν ιδανικοί για να σπάσουν τους αδύναμους δεσμούς μεταξύ του απορροφημένου νερού και της επιφάνειας του υλικού.
«Είναι σαν το νερό να χορεύει με τα κύματα και αυτή η στοχευμένη διατάραξη δημιουργεί ορμή που απελευθερώνει τα μόρια νερού. Μπορούμε να τα δούμε να τινάζονται έξω σε σταγονίδια» δήλωσε η Ίκρα Ίφτεκχαρ Σούβο, κύρια συγγραφέας της μελέτης και μεταπτυχιακή φοιτήτρια του MIT.
Οι ερευνητές δοκίμασαν τη συσκευή τοποθετώντας μικρά δείγματα απορροφητικών υλικών σε θάλαμο υγρασίας με διαφορετικά επίπεδα υγρασίας. Όταν τα δείγματα κορεσμένα τοποθετούνταν στον υπερηχητικό ενεργοποιητή και δονoύνταν σε υψηλή συχνότητα. Σε κάθε περίπτωση η συσκευή στέγνωσε τα δείγματα μέσα σε λίγα λεπτά.
Ένα πιθανό μειονέκτημα
Ένα πιθανό ζήτημα είναι ότι η νέα συσκευή χρειάζεται πηγή ενέργειας σε αντίθεση με τα συστήματα συλλογής νερού που βασίζονται αποκλειστικά στον Ήλιο. Οι ερευνητές προτείνουν ότι η συσκευή θα μπορούσε να συνδυαστεί με ένα μικρό φωτοβολταϊκό πάνελ που θα λειτουργεί και ως αισθητήρας για να εντοπίζει πότε το απορροφητικό υλικό έχει γεμίσει ενεργοποιώντας έτσι έναν κύκλο απελευθέρωσης και επιτρέποντας πολλαπλές συλλογές νερού την ημέρα.
Η ομάδα οραματίζεται μια συμπαγή οικιακή μονάδα που θα συνδυάζει ένα ταχύ-απορροφητικό υλικό με έναν υπερηχητικό ενεργοποιητή, περίπου στο μέγεθος ενός παραθύρου, ο οποίος θα δονείται για να απελευθερώνει το παγιδευμένο νερό.
«Η ομορφιά αυτής της συσκευής είναι ότι είναι πλήρως συμπληρωματική και μπορεί να προστεθεί σχεδόν σε οποιοδήποτε ροφητικό υλικό. Το θέμα είναι πόσο νερό μπορείς να εξάγεις μέσα σε μια μέρα. Με τους υπερήχους μπορούμε να ανακτούμε νερό γρήγορα και να επαναλαμβάνουμε τον κύκλο ξανά και ξανά. Αυτό μπορεί να προσθέσει μια μεγάλη ποσότητα μέσα σε μία ημέρα» λέει η Μπορσκίνα.
