便携式淡水收割机每小时可以从空气中提取10加仑水 | 捕雾器面积计算

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便携式淡水收割机每小时可以从空气中提取10加仑水

几千年来，中东和南美洲的人们从空气中提取水分来维持他们的人口。从这些例子中获得灵感，研究人员现在正在开发一种轻型、电池驱动的淡水收割机，这种收割机有一天可能在空气中每小时消耗10加仑水，甚至在干旱地区也是如此。他们说，他们基于纳米纤维的方法可以帮助解决由于气候变化、工业污染、干旱和地下水枯竭造成的现代水资源短缺问题。

“我当时正在中国访问，那里有淡水短缺的问题。在废水处理方面有投资，但我认为光努力是不够的。与其依赖处理过的废水，Wong认为开发一种新型的水收获机可能会更谨慎，它可以利用大气中丰富的水颗粒。从空中收集水有很长的历史。几千年前，安第斯地区的印加人收集露水并将其输送到贮水池中。最近，一些研究小组在安第斯山脉和非洲开发了大量的捕雾器。

为了缩小水的产生和提高效率，王和他在阿克伦大学的学生转向了电纺聚合物，一种他们已经使用了十多年的材料。电纺丝利用电流产生从几十纳米到1微米不等的聚合物纤维——这是压缩和挤压空气中的水滴的理想尺寸。这些纳米级的纤维聚合物提供了令人难以置信的表面-面积-体积比，远远大于水蒸馏器中使用的典型结构和膜。通过实验不同的聚合物的组合，亲水性(吸引水)和疏水性(排放水)，研究小组得出结论，一个集水系统确实可以用纳米纤维技术制造出来。Wong的团队确定他们的聚合物膜可以获得744 mg/cm2/h，比没有这些纳米纤维的类似设计的膜高出91%。

与现有的方法不同的是，黄的矿车可以在干旱的沙漠环境中工作，因为这种薄膜的表面面积比很高。它也会有最小的能量需求。“我们可以满怀信心地说，随着锂离子电池技术的不断进步，我们最终可能会开发出一种更小、背包大小的设备，”他说。更重要的是，王的纳米纤维设计同时抓住水并过滤它。电纺丝纤维网络可以起到防污表面的作用，清除可能聚集在收割机表面的微生物。他说，这样一来，水就会“清澈无污染”，一旦被收集起来，就可以立即饮用。

接下来，黄希望获得额外的资金来建造一个淡水收割机的原型。他预计，一旦他的团队能够生产出原型机，它的制造成本就会很低。

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