想要在資源匱乏的地區(qū)提供清潔的飲用水,顯然是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。 不過美國陸軍和羅切斯特大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì),已經(jīng)提出了一套新穎的解決方案。其特點(diǎn)是借助一種特殊設(shè)計(jì)的鋁板,通過太陽能來實(shí)現(xiàn)高效凈水。 鑒于太陽能本身就可以消滅水生病原體,且能夠?yàn)榈统杀镜膬羲鞴╇姡@套方案還是相當(dāng)可行的。
近年來,已經(jīng)有許多研究團(tuán)隊(duì)展示過低成本 / 便攜式的 凈水 技術(shù)。不過美國陸軍和羅切斯特大學(xué)提出的基于特制鋁板和太陽能的新方案,有望將凈水技術(shù)提升到全新的效率水平。
據(jù)悉,研究團(tuán)隊(duì)從常規(guī)的鋁板起步,經(jīng)過超短飛秒激光脈沖的處理,以產(chǎn)生深黑色的開槽表面。
Sustainable water purification using laser treated metal( via )
這使得材料具有高吸收和“超芯吸”(super-wicking)性能,即便鋁板未將鋁板完全浸沒在水中,亦可抵抗一定的重力,從儲(chǔ)液罐中沿金屬表面吸出一層水。
在此過程中,黑色材料可高效吸收和利用太陽能來加熱,蝕刻的芯吸表面結(jié)構(gòu)隨后可改變水的分子鍵,從而提升去除污染物的蒸發(fā)過程的效率。
羅切斯特大學(xué)光學(xué)教授 Chunlei Guo 表示:“三者協(xié)同之下,該技術(shù)的運(yùn)行效率較理想中的更好,有望為解決全球、尤其是發(fā)展中國家的水危機(jī),提供一種簡單、持久、廉價(jià)的新方案”。
通過測試,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該面板可用于含有洗滌劑、染料、尿液、重金屬、甘油等典型污染物的水源,凈化后的效果已達(dá)到可安全飲用的水平。
此外由于使用了開槽表面,使得該設(shè)備相當(dāng)易于清潔和隨時(shí)重新投入部署、并且連續(xù)調(diào)節(jié)面板以直對太陽從而實(shí)現(xiàn)最佳的效率。
有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情,已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《自然可持續(xù)發(fā)展》( Nature Sustainability )期刊上。
原標(biāo)題為《Solar-trackable super-wicking black metal panel for photothermal water sanitation》。