لیزر اچ یک راه کارآمد برای رسیدگی به بحران آب در جهان

در میان coronavirus همه گیر مردم در کشورهای توسعه یافته هستند اطمینان از منابع کافی از آب تمیز برای شستن دست های خود را به عنوان اغلب به عنوان مورد نیاز برای محافظت از خود از بیماری. و در عین حال نزدیک به یک سوم از جمعیت جهان است و نه حتی مطمئن از آب تمیز برای نوشیدن.

محققان دانشگاه روچستر در حال حاضر در بر داشت یک راه برای رفع این مشکل با استفاده از نور خورشید — یک منبع است که هر کس می تواند دسترسی-به تبخیر و تصفیه آب آلوده با بیشتر از 100 درصد بهره وری.

این چگونه ممکن است ؟

در یک مقاله در طبیعت پایداریمحققان در آزمایشگاه Chunlei Guo, استاد نوری نشان می دهد که چگونه یک پشت سر هم پالس ليزر فمتوثانيه اچ سطح نرمال ورق آلومینیوم به یک سوپر فتیلهسازی (جذب آب) فوق العاده انرژی جذب مواد.

هنگامی که در آب قرار داده شده در یک زاویه رو به خورشید, سطح:

  • تساوی یک فیلم نازک از آب به سمت بالا بر روی سطح فلز
  • حفظ نزدیک به 100 درصد از انرژی را جذب و از خورشید به سرعت حرارت آب
  • به طور همزمان تغییرات بین مولکولی اوراق قرضه از آب به طور قابل توجهی افزایش راندمان تبخیر روند و حتی بیشتر.

“این سه چیز با هم فعال کردن تکنولوژی به کار بهتر از یک دستگاه ایده آل در 100 درصد راندمان می گوید:” Guo که وابسته به دانشگاه فیزیک و علم مواد برنامه. “این است که ساده و با دوام, راه ارزان برای رسیدگی به بحران آب در جهان به خصوص در کشورهای در حال توسعه.”

آزمایش توسط آزمایشگاه نشان می دهد که این روش باعث کاهش حضور همه مشترک آلاینده ها مانند مواد شوینده و رنگ ادرار فلزات سنگین و گلیسیرین به سطح امن برای نوشیدن.

این تکنولوژی همچنین می تواند مفید باشد در کشورهای توسعه یافته برای رفع کمبود آب در خشکی زده, مناطق, و برای آب desalinization پروژه های Guo می گوید.

آسان برای تمیز کردن آسان به هدف

با استفاده از نور خورشید به جوش به مدت طولانی شناخته شده به عنوان یک راه برای از بین بردن میکروبی پاتوژن ها و کاهش مرگ و میر ناشی از اسهال عفونت. اما آب جوش می کند از بین بردن فلزات سنگین و آلاینده های دیگر.

خورشیدی مبتنی بر تصفیه آب, اما تا حد زیادی می تواند کاهش این آلاینده ها از آنجا که تقریبا تمام ناخالصی ها را پشت سر گذاشت که تبخیر آب می شود گازی و سپس متراکم می شود و جمع آوری شده است.

رایج ترین روش خورشیدی مبتنی بر تبخیر آب است و حجم گازي که در آن حجم زیادی از آب گرم است و تنها لایه ای می تواند تبخیر شود. این واضح است که ناکارآمد Guo می گوید: از آنجا که تنها بخش کوچکی از حرارت انرژی استفاده می شود.

کارآمد تر و با رويکرد به نام فاصله, گرمایش مکان های شناور چند لایه جذب و فتیلهسازی مواد در بالای آب به طوری که آب در نزدیکی سطح نیاز به گرم می شود. اما این مواد در دسترس همه باید به شناور به صورت افقی در بالای آب و نمیتواند چهره خورشید به طور مستقیم Guo می گوید. نتیجه این رویکرد این است که انرژی کمتر کارآمد است. بعلاوه در دسترس فتیلهسازی مواد تبدیل به سرعت مسدود شده و با آلاینده ها و پس از تبخیر نیاز به جایگزینی مکرر از مواد.

پنل توسعه یافته توسط Guo آزمایشگاه اجتناب از این ناکارآمدی با کشیدن یک لایه نازک از آب از مخزن و به طور مستقیم بر روی سطح جذب کننده انرژی خورشیدی برای گرم کردن و تبخیر. “علاوه بر این از آنجا که ما با استفاده از یک سطح شیاردار, آن را بسیار آسان برای تمیز کردن به سادگی با اسپری آن را” Guo می گوید.

“بزرگترین مزیت” او می افزاید: “این است که زاویه پانل را می توان به طور مداوم تنظیم به صورت مستقیم خورشید به آن افزایش می یابد و پس از آن حرکت می کند در سراسر آسمان قبل از تنظیم” — به حداکثر رساندن جذب انرژی. “به سادگی وجود دارد هیچ چیز دیگری شبیه به آنچه که ما می توانید انجام دهید در اینجا” Guo می گوید.

آخرین سری از برنامه های کاربردی

این پروژه با حمایت مالی از بنیاد بیل و ملیندا گیتس بنیاد ملی علوم و ارتش ایالات متحده تحقیقات ،

“ارتش و warfighters اجرا در آب وجود دارد علاقه خاص در مواد اولیه تحقیقاتی است که می تواند منجر به فن آوری های پیشرفته برای تولید آب آشامیدنی گفت:” اوان Runnerstrom مدیر برنامه ارتش پژوهش دفتر یک عنصر از ارتش ایالات متحده مبارزه با قابلیت های توسعه فرماندهی ارتش آزمایشگاه تحقیقاتی. “این superwicking و نور جذب خواص این آلومینیوم سطوح ممکن است فعال و منفعل یا کم قدرت تصفیه آب را بهتر حفظ warfighter در این زمینه است.”

علاوه بر استفاده از femto-دوم لیزری اچ تکنولوژی برای ایجاد superhydrophobic (دافع آب), superhydrophilic (آب-جذب) و انرژی فوق العاده جذب فلزات Guo آزمایشگاه ایجاد سازه های فلزی که نیست غرق مهم نیست که چگونه اغلب آنها مجبور به آب و یا چه مقدار از آن آسیب دیده است و یا سوراخ.

قبل از ایجاد آب جذب و دافع فلزات Guo و دستیار او آناتولی Vorobyev نشان داد استفاده از femto-دوم پالس لیزر به نوبه خود تقریبا هر فلزی زمین سیاه و سفید. سطح سازه های ایجاد شده در فلز شدند فوق العاده موثر در گرفتن ورودی تابش مانند نور است. اما آنها نیز دستگیر نور بیش از یک طیف گسترده ای از طول موج.

پس از آن تیم خود را با استفاده از یک فرایند مشابه به تغییر رنگ از طیف وسیعی از فلزات به رنگ های مختلف مانند آبی و خاکستری است. این برنامه می تواند شامل ساخت فیلترهای رنگی و نوری طیفی دستگاه با استفاده از یک لیزر در یک کارخانه تولید اتومبیل از رنگ های مختلف; و یا پیشنهاد با یک حلقه نامزدی طلا که منطبق بر رنگ خود را نامزد آبی چشم.

این آزمایشگاه همچنین با استفاده اولیه سیاه و سفید و رنگی فلزی روش منحصر به فرد برای ایجاد آرایه ای از نانو و میکرو-مقیاس سازه در سطح یک به طور منظم رشته تنگستن را قادر می سازد یک لامپ به درخشش روشن تر در همان مصرف انرژی.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>