«Вода, вода, везде и ни капли пить» — это скорбный крик мельничного древнего моряка Кольриджа. Но те же самые чувства могут быть применены к ряду засухоустойчивых регионов, которые испытывают обильный туман. Многие из них происходят в отдаленных районах — в таких местах, как западное побережье Северной и Южной Америки и Африки, а также в Йемене, Дубае и Канарских островах, которым также не хватает электричества. Как же тогда драгоценная вода может эффективно и пассивно собираться из тумана, делая жизнь более здоровой и легкой для людей, живущих в этих районах?

 Virginia Tech, туманные гусеницы "height =" 561 "width =" 800 "style =" width: 600px; height: 421px "class =" media- element file-default "src =" https://www.designnews.com/sites/default/files/for%20harp.jpg "/> </em> </td>
</tr>
<tr>
<td>
<p> <em> Исследователи из Virginia Tech разработали «туманную арфу», способную собирать в три раза больше воды, чем обычная сеть тумана. (Источник изображения: Virginia Tech) </em> </p>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<p> Действительно, усилия по сбору тумана проводились с по крайней мере с 1990-х годов. Большинство из них состоят из тонких сетчатых сетей, которые, когда они висят в туманных областях, могут собирать туман, который стекает в какой-то сосуд для сбора. Ряд усилий по усилению сбора были основаны на поведении Намибийского пустынного жука, удивительного маленького существа. Он живет в одном из самых сухих мест на Земле, вытягивая воду из воздуха, которая направляется со спины и в рот. Ряд исследователей пришли к выводу, что сочетание гидрофильных и гидрофобных покрытий на оболочке жука дало ему эту способность, что привело к тому, что одна компания сделала такие покрытия, чтобы они получили свое название от жука. </p>
<p> <strong> Это геометрия жука </strong> </p>
<p> Более поздние исследования, однако, показали, что способность собирать жуков больше зависит от геометрического расположения крошечных ударов на спине жука, а не их химии поверхности. Кроме того, по словам Джонатана Борейко на факультете биомедицинской инженерии и механики в Virginia Tech, хотя эти модели дифференциальных покрытий могут хорошо работать в лаборатории, «вы получаете гидрофобные частицы из углеводородов в воздухе, которые будут наносить на гидрофильные покрытия с течением времени «В основном уменьшая контраст смачиваемости, на котором основывалась сборка воды. </p>
<p> Это привело Борейко к тому, чтобы искать в другом месте для вдохновения по этому вопросу. Оказывается, его коллега из Школы архитектуры и дизайна Брук Кеннеди также изучал естественные процессы сбора тумана. Однако Кеннеди, вместо того, чтобы смотреть вниз, посмотрел в ветки гигантского Секвойя. Эти деревья, уроженец штата Калифорния в Сьерра-Неваде, потребляют до 800 галлонов воды в день в течение вегетационного периода, но считаются устойчивыми к засухе. Столько, сколько третья часть их водозабора поступает из тумана. Секвойи используют свои иглы для захвата тумана, который часто присутствует на возвышающихся высотах, к которым растут деревья, направляя его на воздушные корни, а также на корни на земле. </p>
<div class='code-block code-block-3 ai-viewport-1 ai-viewport-2' style='margin: 8px 0; clear: both;'>
<!-- Yandex.RTB R-A-268541-2 -->
<div id=

То, что было уникальным в иглах Секвойи, было их параллельной структурой, которая отличается от сетки, обычно используемой в сетях тумана, из-за отсутствия горизонтальных поперечных элементов, которые могли бы препятствовать нисходящему потоку собранных капель. Между тем предыдущая работа Борейко о движении капель по супергидрофобным поверхностям показала, что потребность в капельках, чтобы отделить от препятствий на пути, часто составляет большинство трений, ограничивающих их подвижность.

Захват воды из тумана

Таким образом, они объединились вместе с несколькими другими, чтобы придумать новое устройство захвата тумана, основанное на этих наблюдениях, из которого возникла туманная арфа. Как следует из названия, структура содержит только провода, работающие в том же направлении, что и в арфе. Это обеспечивает беспрепятственный параллельный канал для прохождения капель. Это был Кеннеди и его ученики-дизайнеры, которые придумали механизм, чтобы намотать провода и поддерживать их под напряжением. Отсутствие перекрестных элементов действительно приводит к лучшей производительности уборки, генерируя в три раза больше воды, чем используемые в настоящее время устройства типа сетки.

В то время как сетки для сбора тумана ограничены по мере того, как провода становятся меньше, из-за засорения, это не относится к туманной арфе. На самом деле, арфа лучше работает, когда провода становятся меньше. Очевидным пределом является необходимость поддерживать достаточно низкий аэродинамический импеданс, чтобы туман проходил, а не вокруг, арфу.

ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:

  • Минигриды заполняют глобальные потребности в энергии

  • Целлюлозная губка удаляет цвет от вредного загрязнения красителя

  • Платформа 3D-Bioprinting, разработанная для лечения пациентов с мышечными заболеваниями, сухожильными заболеваниями

Следующие шаги включают в себя поиск способов массового производства арфов, которые, по мнению исследователей, могут быть сплетены на каком-то модифицированном ткацком станке. Они также планируют протестировать ряд других параметров, включая общий размер арфы, натяжение проволоки, геометрию входа и даже возможность пассивного отслеживания ветра. С небольшой удачей в правильном соединении эти туманные арфы могли не собирать воду в недалеком будущем.

Р. П. Зигель, ЧП, имеет степень магистра в области машиностроения и 20 лет проработал в области исследований и разработок в Xerox Corp. Изобретатель с 50 патентами и теперь постоянный писатель, РП считает, что его основной интерес к пересечение технологий и общества. Его работа появилась во множестве потребительских и промышленных точек, и он также стал соавтором эко-триллера Vapor Trails .

 Тихоокеанский дизайн и производство "src =" https://www.designnews.com/sites/default/files/D%26M%20Pacific%20logo_0_1.png "стиль ["="border:0px;width:200px;height:87px;float:left"/>СОХРАНИТЬДАТАДЛЯТИХООКЕАНСКОГОКОНСТРУКЦИИИПРОИЗВОДСТВА2019!<br /> Pacific Design & Manufacturing, ведущая конференция в Северной Америке, которая соединяет вас с тысячами профессионалов продвинутый дизайн и производственный спектр, вернутся в конференц-центр Анахайма 5-7 февраля 2019 года. Не упустите свой шанс подключиться и поделиться своим опытом с отраслевыми коллегами во время этого события can't-miss. -регистр на мероприятие сегодня! </td>
</tr>
</tbody>
</table>
</pre>

<span class=
Go to Top

Поделитесь статьей!

close-link