Inilalarawan ng pag-aaral ang isang nobelang portable ng araw-steaming collection system na may polymer origami na maaaring mangolekta at maglinis tubig sa napakababang halaga
Mayroong tumataas na pandaigdigang pangangailangan para sa malinis tubig dahil sa paglaki ng populasyon, industriyalisasyon at kontaminasyon at pagkaubos ng ating planeta's mga likas na yaman. Tungkol sa araw-steaming ay isang pamamaraan kung saan enerhiyang solar maaaring gamitin sa paglilinis tubig sa pamamagitan ng pagsingaw ng kontaminado tubig, muling i-condensing ito at gumawa ng sariwang malinis tubig. Ang pamamaraan na ito ay isang malinis, nababagong at napapanatiling berdeng teknolohiya na may potensyal na tugunan ang pandaigdigang kakulangan ng malinis na tubig sa pamamagitan ng paggamit ng kasaganaan ng ng araw enerhiya. Ang lakas at kahusayan ng a ng araw-steaming system ay depende sa disenyo nito at pagpili ng mga photothermal na materyales. Kasalukuyan ng araw-Ang mga teknolohiya ng steaming ay gumagamit ng mahal, malalaking materyales at may mababang kahusayan at limitadong output. Nanatili itong hamon upang mapahusay ang pagganap at mas mababang mga gastos upang magdisenyo ng isang magaan na timbang at portable ng araw-steaming system na maaaring direktang gamitin ng mga indibidwal.
Sa isang bagong pag-aaral na inilathala noong Mayo 28 sa advanced Materials inilarawan ng mga mananaliksik ang isang nobelang pamamaraan para sa ng araw pagpapasingaw sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng murang portable na kontrolado ng mababang presyon ng araw steaming collection system na maaaring mangolekta at maglinis tubig paggamit ng enerhiya mula sa sikat ng araw. Pinili nila ang isang photothermal polymer na materyal na tinatawag na Polypyrrole (PPy) na kung saan ay conductive sa kalikasan, ay kilala para sa kanyang photothermal properties at nagpapakita ng mataas na kahusayan sa pag-convert ng solar light sa thermal heat. May inspirasyon mula sa bulaklak na rosas, ang natatanging disenyo ng solar steaming system na ito ay gawa sa 3D origami PPy-paper composites. Isang 'PPy rose' na binubuo ng mga layered black sheet na hugis petals ay nilikha sa pamamagitan ng origami folding at chemical polymerization ng PPy. Ang origami structure na ito ay nakakabit sa isang stem-like cotton infused tube na kumukuha ng hilaw/hindi ginagamot na tubig mula sa isang pinagmumulan ng tubig at pinapakain ito sa PPy rose structure na nakalagay sa itaas. Ginamit ang cotton infused tube at Polystyrene foam para maiwasan ang direktang kontak sa pagitan ng PPy material at bulk water.
Sa sandaling hindi ginagamot tubig naabot ang petals, PPy materyal sa bulaklak istraktura lumiliko tubig sa singaw at mga impurities na natural na hiwalay sa tubig. Kasunod nito, ang singaw ng tubig ay kailangang i-condensed at pagkatapos ay kailangang kolektahin ang malinis na tubig para magamit. Gumamit ang mga mananaliksik ng kondisyong may mababang presyon sa pamamagitan ng paggamit ng portable vacuum pump. Ito ay nakita upang makabuluhang mapahusay ang mga rate ng parehong pagsingaw ng tubig at pagkolekta ng tubig. Kapag na-condensed na ang tubig, ligtas na nag-iimbak ng malinis na tubig ang compact at solid collecting glass jar.
Ang 3D origamis ay nagbigay ng makabuluhang mas mataas na pagsipsip ng liwanag at pinahusay na mga lugar sa ibabaw para sa tubig pagsingaw kumpara sa isang maginoo na 2D planar na disenyo. Ang pagsingaw ng tubig at rate ng koleksyon ay pinahusay ng 52 porsyento dahil sa pagbaba ng presyon ng silid. Pinahusay ng PPy origami ang pagsingaw ng tubig ng 71 porsiyento at nakita din ang mas mataas na rate ng pagkolekta ng singaw. Ang pangkalahatang kahusayan ng system ay tumaas ng 91.5 porsyento sa ilalim ng isang pinagmumulan ng liwanag. Ang sistema ay sinubukan sa isang sample mula sa Colorado river sa Texas, USA. Inalis ng system ang kontaminasyon ng tubig sa anyo ng mabibigat na metal, bakterya, asin at pinapagaan ang alkalinity na gumagawa ng malinis na tubig ng mga pamantayan sa pag-inom gaya ng itinakda ng WHO.
Ang kasalukuyang pag-aaral ay naglalarawan ng isang nobelang nakapangangatwiran na disenyo ng isang portable low-cost solar-steaming collection system na may 3D origami photothermal na materyales na nag-aalok ng pinahusay na rate ng water evaporation at steam collection. Ang halaga ng bawat parang bulaklak na istraktura ay mas mababa sa 2 sentimo at ito ay matagumpay na makagawa ng 2 litro ng malinis na tubig kada oras kada metro kuwadrado. Ang disenyong ito ay maaaring maging inspirasyon upang gumawa ng mga natatanging modelo ng solar-steaming para sa produksyon ng malinis na tubig.
***
{Maaari mong basahin ang orihinal na papel ng pananaliksik sa pamamagitan ng pag-click sa link ng DOI na ibinigay sa ibaba sa listahan ng (mga) binanggit na pinagmulan}
Pinagmulan (s)
Li, W. et al. 2019. Portable Low‐Pressure Solar Steaming‐Collection Unisystem na may Polypyrrole Origamis. Mga Advanced na Materyales. http://doi.org/10.1002/adma.201900720
