علم

صنعت نانورودات الكربون التي يمكنها حصاد المياه من الهواء الجاف

صنعت نانورودات الكربون التي يمكنها حصاد المياه من الهواء الجاف

تم اختراع Play-doh في الواقع ليصبح منظف ورق الحائط ، لكننا الآن نعرفه على أنه لعبة ممتعة للأطفال. تمامًا مثل اختراع Play-doh ، ابتكر العلماء عن طريق الخطأ قضبان نانوية صغيرة قادرة على تجميع المياه من الهواء. إذن ، لماذا هذه النانورودات الكربونية خاصة؟ بعد كل شيء ، يمكن للعديد من الأشياء استخراج الماء من الهواء. حسنًا ، تستخرج هذه القضبان المزيد من الماء عند الرطوبة المنخفضة وتطرد الماء عند الرطوبة العالية ، وهي تختلف تمامًا عن كل طريقة استخراج أخرى معروفة حاليًا

"هنا ، نوضح أن القضبان التي تحتوي على الكربون يمكن أن تمتص الماء في رطوبة منخفضة وتطرد تلقائيًا حوالي نصف الماء الممتز عندما تتجاوز الرطوبة النسبية عتبة 50-80٪. طرد الماء قابل للعكس ، ويعزى إلى القوى البينية بين أسطح القضبان المحصورة ". ~ الطبيعة

[مصدر الصورة: PNNL]

جاء الاكتشاف أولاً عندما كان الكيميائي ساتيش نون (Satish Nune) من مختبرات شمال غرب المحيط الهادئ الوطنية (PNNL) يلقي نظرة فاحصة على العصي النانوية باستخدام أداة تحليل البخار. تعمل القضبان على عكس مستقبلات المياه الأخرى ، حيث فقدت المجموعة بأكملها الكتلة مع زيادة الرطوبة الخارجية. تكمن الآلية وراء هذا السلوك الفريد في التباعد المتغير للقضبان ، وفقًا لـ PNNL. عندما تكون الرطوبة منخفضة ، تحافظ القضبان على مسافات واسعة تسمح بتجميع المياه. ومع ذلك ، مع زيادة الرطوبة ، يؤدي العمل الشعري للماء إلى تقريب القضبان من بعضها البعض ، مما يؤدي بدوره إلى طرد الماء الممتص.

"عند المباعدة العريضة للقضبان ، يمكن أن تتكون طبقة أحادية من الماء على سطح القضبان الكربونية ، مما يؤدي لاحقًا إلى التكثيف في الفراغ المحصور بين القضبان المجاورة. ومع زيادة الرطوبة النسبية ، تتشكل القضبان المجاورة (الأسطح المحصورة) في الحزم تقترب من بعضها البعض عن طريق قوى الشعيرات الدموية ". ~ الطبيعة

تم اقتراح هذه العملية في التسعينيات ، وفقًا لـ Science Alert ، ولكن لم يتم إثبات أي شيء يشير إلى أنه كان ممكنًا. تمكن الباحثون من تسجيل الظاهرة تحت الفيديو المجهري ، لكنها ضبابية تمامًا. يمكنك إلقاء نظرة على العملية أدناه ، ومشاهدتها عن كثب.

يُفترض أن استخدامات هذه nanorods تشمل تجميع المياه على نطاق واسع في البيئات الصحراوية الجافة. ومع ذلك ، فإن المادة العرضية حاليًا فعالة فقط في هذه المهمة في حوالي 10-20٪ من الكتلة الكلية. الآن بعد أن بدأ العلماء في فهم كيفية عمل المادة ، فإنهم يعتقدون أنه يمكنهم تحسينها وزيادة الكفاءة. بعد زيادة الكفاءة في الهياكل النانوية الكربونية ، يمكن أن يبدأ التنفيذ العملي.

راجع أيضًا: يمكن لروبوتات الجرافين النانوية تنظيف الملوثات من المحيط


شاهد الفيديو: اسهل طرق الحصول على الماء في الصحراء (كانون الثاني 2022).