Аерогель: доки є повітря, є і вода
При підготовці до тривалого круїзу серед турбот про технічний стан яхти, часто залишається відкритим одне по-справжньому життєво важливе питання. Мова про те, як добувати питну воду у разі, якщо запаси будуть вичерпані, а суші ще не видно на горизонті. Виявилося, знайдений спосіб добувати воду прямо з навколишнього повітря!
Питна вода – цінний ресурс. Знайти або добути воду може бути дуже непросто, особливо у віддалених куточках світу. Та й коли ви проводите багато часу в походах або подорожах далеко від цивілізації, єдиний варіант – це запаси мінеральної води у пляшках. Але пластикові пляшки займають багато місця, та й екологічний момент бентежить.
Отже, якщо передбачається тривала подорож далеко від берегу або супермаркетів, як поповнювати запаси чистої води? У теорії воду отримати легко: треба з’єднати два атоми водню і один атом кисню. Але недостатньо просто змішати водень з киснем. Потрібна ще енергія, адже хімічна реакція водню з киснем може закінчитися великим вибухом. І якщо немає простого способу отримати воду з атомів, звідки тоді її видобути? Останнім часом все частіше можна почути про експерименти, вдалі та не дуже, по вилученню води з різних джерел, в тому числі повітря.
Вчені з Сінгапуру (NUS) створили простий у виготовленні матеріал схожий на губку, який витягує молекули води з повітря, а потім конденсує їх в рідину. Весь процес не вимагає підключення зовнішніх джерел живлення. Не потрібні ні електрика, ні підігрів! Воду видобуває аерогель, а точніше його виняткові властивості.
Вперше, про таке поняття, як аерогель, заговорили в далекому 1931 році, коли він став предметом суперечки двох американських вчених. Саме тоді Стівен Кистлер і Чарльз Хьюд вирішили з’ясувати, що буде, якщо видалити рідину з досліджуваного ними гелю, чи збереже він тоді тверду молекулярну структуру. Аерогель – це комбінація рідини і твердих частинок, желеподібний матеріал, який утворений своєрідним скелетом – тривимірною структурою. Невеликі мініатюрні пори матеріалу надають гелю жорсткість. Аерогелі настільки прозорі, що їх практично неможливо побачити на світлому фоні.
Окрім цього, це найлегший матеріал, який містить 99,8% повітря. При сонячному світі ця розумна система здатна збільшувати поглинання повітря, практично стовідсотково виділяючи з нього воду. У лабораторних випробуваннях аерогель конденсував воду без перерви протягом кількох місяців. Чим яскравіше світить сонце, тим більше води набере аерогель з повітря. Хоч і менш продуктивно, але процес отримання води триває в похмуру погоду. І все це можна робити автономно, з мінімальними витратами енергії. Щоб отримувати на добу до 17 літрів питної води, досить запастися одним кілограмом нового аерогеля.
Хоча і з’явилося багато доступних джерел, але в основному аерогелі виготовляють з діоксиду кремнію. Для цього гель доводять до фази, при якій в матеріалі зникає межа між рідким і газовим станом речовини. Діоксид вуглецю переходить в його супер критичну точку. Цей процес виконують кілька разів, щоб гарантувати видалення всієї рідини з гелю.
Поки знайдений єдиний недолік аерогелю – він неймовірно легкий: кілограм речовини займає чимало місця. Але у будь-якому випадку новий винахід, швидше за все, можна буде застосовувати там, де питання щодо зберігання та отримання прісної води стоїть гостро. Дослідники протестували воду і виявили, що вона відповідає стандартам Всесвітньої організації охорони здоров’я.
Ті, хто замислюється про перетин океану або подорож на яхті у важкодоступні місця, повинні переконатися, що у них є достатній запас води, навіть в разі, якщо перехід значно затягнеться. Звичайно, заправні станції, фільтрація, очищення, гідравлічні установки, водозбірні системи – відомо чимало способів, за допомогою яких можна вирішувати питання питної води. Тепер до них можна додати новий аерогель.
НОВИНИ YR
ПЕРЕДПЛАТИТИ ЖУРНАЛ
Друкована версія + безкоштовна електронна версія
| 1 рік | 640.00 гривень |
| 2 роки | 1100.00 гривень |
