محققان بحران آب را حل کردند

به گزارش پارسینه، پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست (MIT) فناوری جدیدی را آزمایش کرده‌اند که می‌تواند بخار آب موجود در جو را حتی در محیط‌های بسیار سخت و خشک، به آب قابل‌شرب تبدیل کند.

به‌ گزارش لایو‌ساینس، این دستگاه پژوهشگران ام‌آی‌تی در واقع ساختاری شبیه نایلون‌های حباب‌دار (که برای بسته‌بندی و محافظت وسایل استفاده می‌شود) دارد و قادر است حتی در دره مرگ (Death Valley)، خشک‌ترین بیابان آمریکای شمالی، مستقیما از هوا آب آشامیدنی جمع‌آوری کند.

این دستگاه جمع‌‌کننده آب (water harvester) گامی بزرگ در راه فراهم کردن آب آشامیدنی سالم و در دسترس برای مردم سراسر جهان به شمار می‌رود و طبق گفته دانشمندان، هرجا که بخار آب در هوا وجود داشته باشد، کار می‌کند. جزئیات این دستاورد در مطالعه‌ای که ۱۱ ژوئن در مجله «آب طبیعت»‌ (Nature Water) منتشر شد، آمده است.

این دستگاه از ماده‌ای به نام «هیدروژل» (ماده‌ای با قابلیت جذب بسیار بالای آب) ساخته شده که بین دو لایه شیشه‌ــ شبیه یک پنجره‌ــ قرار گرفته است. در طول شب، این دستگاه بخار آب موجود در جو را جذب می‌کند و در طول روز، به‌ لطف یک پوشش ویژه که شیشه را خنک نگه می‌دارد، آب جذب‌شده روی سطح شیشه را به قطرات آب تبدیل می‌شود. این آب مایع سپس به پایین شیشه می‌چکد و از طریق لوله‌‌هایی، به مخزن جمع‌آوری هدایت می‌شود.

هیدروژل در این فناوری به شکلی خاصی قالب‌گیری شده که شبیه مجموعه‌ای از گنبدهای کوچک (شبیه به پلاستیک‌های حباب‌دار) به نظر می‌رسد که هنگام جذب بخار آب، متورم می‌شوند. این گنبدها سطح تماس را افزایش می‌دهند و در نتیجه میزان آب بیشتری جذب می‌کنند.

محققان این فناوری را به‌ مدت یک هفته در دره مرگ، دره‌ای بی‌همتا که بخش‌هایی از کالیفرنیا و نوادا را در برمی‌گیرد، آزمایش کردند. این منطقه گرم‌ترین نقطه جهان و خشک‌ترین منطقه آمریکای شمالی است.

این دستگاه روزانه بین یک‌چهارم تا دوسوم یک لیوان (تقریبا معادل ۵۷ تا ۱۶۱.۵ میلی‌لیتر) آب تولید کرد. انتظار می‌رود که در مناطق مرطوب‌تر، مقدار آب تولیدشده بیشتر باشد.

به گفته نمایندگان ام‌آی‌تی، این طراحی از برخی تلاش‌های پیشین برای جمع‌آوری آب آشامیدنی از هوا، بسیار کارآمدتر است و نکته مهمش این است که برای کار کردن به برق و هیچ انرژی دیگری نیاز ندارد.

پژوهشگران همچنین موفق شدند یکی دیگر از مشکلات دیرینه کیفیت آبی را که با طراحی‌های هیدروژلی به دست می‌آید، حل کنند. در طرح‌های قبلی، برای افزایش ظرفیت جذب آب، به هیدروژل نمک‌های لیتیوم اضافه می‌کردند. این نمک‌ها معمولا به داخل آب نشت می‌کرد و باعث می‌شد آب بدون فرایندهای تکمیلی، برای آشامیدن ایمن نباشد، اما در این طراحی جدید، از یک تثبیت‌کننده نمک به نام گلیسرول استفاده شده است که میزان نشت لیتیوم را به کمتر از ۰.۰۶ بخش در میلیون (ppm) کاهش می‌دهد؛ یعنی همان مقداری که سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) آن را آستانه‌ای می‌داند که اگر بیشتر از این در آب‌های زیرزمینی وجود داشته باشد، ممکن است آب را برای آشامیدن ناایمن کند.

با اینکه تنها یک پنل از این دستگاه نمی‌تواند نیاز یک خانواده را به طور کامل تامین کند، از آنجا که این پنل‌ها فضای زیادی اشغال نمی‌کنند، می‌توان چندین پنل را برای یک خانه نصب کرد.

پژوهشگران براورد می‌کنند که استفاده از هشت پنل به ابعاد تقریبا یک در دو متر می‌تواند برای تامین آب آشامیدنی خانواده‌ها در هر جایی که دسترسی آسان به آب سالم وجود ندارد، کافی باشد. به گفته آن‌ها، این دستگاه در مقایسه با هزینه آب بطری‌شده در ایالات متحده، می‌تواند در کمتر از یک ماه هزینه خود را جبران کند و حداقل یک سال عمر مفید دارد.

ژوانه ژائو، یکی از نویسندگان مقاله و استاد دانشکده‌های مهندسی مکانیک و مهندسی عمران و محیط زیست ام‌آی‌تی، می‌‌گوید: «ما تصور می‌کنیم روزی بتوان مجموعه‌ای از این پنل‌ها را به‌ کار گرفت. این پنل‌ها جای بسیار کمی اشغال می‌کنند، چون همگی به‌صورت عمودی‌اند. اکنون می‌توان آن‌ها را حتی بزرگ‌تر ساخت یا به صورت پنل‌های موازی درآورد تا آب آشامیدنی موردنیاز مردم را تامین و تاثیر واقعی ایجاد کنند.»

این تیم قصد دارد آزمایش پنل‌ها را در محیط‌های دیگری که منابع محدودی دارند، ادامه دهد تا عملکرد آن‌ها را در موقعیت‌های متفاوت بررسی کند.