به گزارش اصفهان زیبا؛ امروزه میلیونها نفر در سراسر جهان به آب شیرین دسترسی ندارند. سازمان ملل میگوید بیش از ۲ میلیارد نفر به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند. پیشبینی میشود تا سال ۲۰۵۰، بیش از نیمی از مردم در مناطقی با تنش آبی زندگی کنند.
افزایش جمعیت، تغییرات اقلیمی و آلودگی منابع آب شیرین، نیاز به راهحلهای ارزان و سازگار با محیط زیست را بیشتر کرده است. استفاده مستقیم از آب دریا و اقیانوسها گزینه جذابی است. حدود ۹۷ درصد آب کره زمین را آب شور تشکیل میدهد.
دستگاههای آب شیرینکن کنونی انرژی زیادی مصرف میکنند. روش اسمز معکوس به پمپهای فشار قوی و فیلترهای حساس نیاز دارد. مصرف بالای برق باعث افزایش آلودگی کربنی میشود.
اما تیمی به رهبری «شی شن» مادهای اسفنجی و متخلخل (ایروژل) ساختند. این ماده با نور خورشید و پوشش پلاستیکی ساده، آب شور را به آب شیرین تبدیل میکند.
از هیدروژل تا ایروژل: پیشرفت فناوری شیرینسازی خورشیدی
دانشمندان قبلاً هیدروژلهایی ساخته بودند که با نور خورشید آب را شیرین میکردند. مثلاً هیدروژل الهامگرفته از گیاه لیف (Luffa) که پلیمرهایی در منافذ خود داشت. این ماده هنگام گرم شدن بخار آب پاکیزه تولید میکرد.
هیدروژلها نرم و پر از آب هستند. اما ایروژلها سختتر و دارای منافذ جامدند که آب مایع یا بخار را عبور میدهند.
ایروژلها قبلاً آزمایش شده بودند. اما وقتی اندازه آنها بزرگ میشد، راندمان تبخیرشان کاهش مییافت. در این تحقیق، پژوهشگران ایروژلی ساختند که در هر اندازهای راندمان بالایی داشته باشد.
تولد ایروژل جدید
پژوهشگران خمیری از نانولولههای کربنی و نانوفیبرهای سلولزی ساختند. سپس آن را با چاپگر سهبعدی روی سطح یخزده چاپ کردند. هر لایه قبل از اضافه شدن لایه بعدی منجمد میشد. این کار باعث شد مادهای اسفنجی با سوراخهای عمودی کوچک و یکنواخت بسازند.
آنها نمونههایی از یک تا هشت سانتیمتر ساختند. دریافتند نمونههای بزرگتر هم راندمان مشابهی دارند.
آزمایش در محیط واقعی
پژوهشگران ایروژل را در لیوانی حاوی آب دریا قرار دادند و روی آن را با پوشش پلاستیکی شفاف و قوسدار پوشاندند. نور خورشید سطح بالایی ماده را گرم کرد و باعث تبخیر آب بدون نمک شد. بخار آب روی سطح داخلی پلاستیک سرد شده و به مایع تبدیل شد. این آب در ظرف جداگانه جمعآوری شد.
پس از شش ساعت، این سامانه حدود سه قاشق غذاخوری آب آشامیدنی تولید کرد. این فرایند برق مصرف نکرد.
چشمانداز آینده
ایروژل جدید با چاپ سهبعدی تولید میشود. به همین دلیل، استفاده گسترده آن در آینده نزدیک ممکن است. میتوان از آن در مناطق ساحلی یا شرایط اضطراری برای تأمین آب آشامیدنی بهره برد.
در همین زمینه، مهندسان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) دستگاهی ساختهاند که بدون انرژی، حتی در خشکترین مناطق، آب را از هوا جمع میکند.
این تحقیقات، امید به آیندهای روشن در مقابله با بحران آب جهان را افزایش میدهد.
