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      五種空氣取水技術的原理

      美國麻省理工學院(MIT)研究發的霧氣取水系統


      自然界中有不少生物具有從空中取水的本領,蜘蛛就是其一。常見的蛛網由蛛絲構成,但蛛網上一圈又一圉的螺旋線是濕絲,并非單一的蛛絲。濕絲上面分布著細細的珠狀膠粘液體——

      羥酸酯,具有極強的親水性,極易吸收空氣中的水分,可在長時間內保持較強的粘著力,既方便捕獲獵物,又可源源不斷地為蜘蛛提供生命之水。受蜘蛛網凝結水珠的啟發,1990年代就發

      明了模擬蜘蛛網取水的裝置。從空氣霧氣中取水的基本原理是編織一張超大網絡,讓空氣中的細小水珠遇到網線后凝聚成大水珠而被收集。M IT研究人員經過對匕防生研究發現,決定霧氣

      取水效率的因素有三個,即網絲的粗細、網絲間距的大小和網絲表面的涂料?,F有技術裝置主要是由聚烯煌材料編織的網絡,雖然此網編織起來簡單易行而且價格便宜,但往往因為網絲過

      粗、網眼過大等,結果不理想,只能在輕霧狀態下攻得2%的取水率。


      研究人員發現,有些沙漠昆蟲(如南部非洲納米布沙漠的甲殼蟲)身體上霧氣取水的網絲表面是堅硬的,這種具有滲透性功能的網狀結構之所以具有很高的取水率,主要是因為風吹使霧珠

      圍著網絲表面旋轉而凝聚。他們因此采用比頭發絲粗3到4倍的不銹鋼作為網絲編織網絡,網絲之間的僵隙約2倍于網絲,并在網絲表面涂上一種容易讓水珠下沉的化學涂料,減少網絲交

      會角滯留現象發生,并讓在網絲上形成的霧珠向下流進底部得到收集。這種稱之為"霧珠采集系統”的垂直網絲結構,在輕霧條件下可以讓系統獲得10%以上的取水率,如果將網絡疊加使用,還可以得到更大的取水率。


      年輕的英國建筑師馬修?帕克斯在納米比亞大學水文中心的設計方案中就采用了這種理念。他設計出一種大樓,能在世界上某些最為干燥的地方收集到足夠的水供自身使用。


      目前,該系統已經被安置在智利北部阿塔卡瑪沙漠邊緣的沿海山區,每平方米網格每天一般可以獲得幾升飲用水;在強風和空氣濕度好的季節,每天甚至可以獲得12升以上飲用水。


      新的取水裝置更是讓我們感到,沙漠不再是生命禁區——帶上一張高效取水網,還有高能量食品,就能長時間在沙漠里行走或駐守。如果這種網的造價能降低,就可以用它來綠化沙漠。


      利用親水與憎水材料取水


      納米比亞沙漠中有一種獨特的昆蟲一納米比亞沙漠甲蟲,能從由海上飄到沙漠的霧中收集所需的一切水分。通常在晚上或者清晨,沙漠甲蟲迎著霧調整甲殼的角度收集濕氣,濕氣凝聚成水滴后沿著甲殼邊緣的小槽流入甲蟲口中。


      模仿這種甲殼蟲的背部的構造,研究者制作了一個由吸水涂層和防水涂層組成的表面,利用風扇加快空氣流通并通過這個表面,最終讓水凝結儲存起來。來自美國麻省理工學院的研究人員

      從中得到啟發,通過觀察學習這種納米比亞沙漠甲殼蟲,發明了一種能夠從空氣中取水的自充滿水壺。


      而在未來,這項技術將有可能與溫室和綠色屋頂結合起來,并且被推廣到農場或者更大型的農業項目上


      兩名以色列工學院的研究生約瑟夫?科里和埃亞勒?馬勒卡發明了一種可在幾乎任何氣候條件下從空氣中收集露水并轉化為淡水的簡易方法——"水空氣"(WatAir) 。這項發明的靈感來

      自樹葉收集露水的特性。用一塊塊板材做成倒金字塔形的采集器,一套面積為315平方英尺的設備每天可從空氣中提取至少48升淡水。只要采集器的數量夠多,即使在偏遠和受到污染的地區也能每天無限量供應淡水。


      沐霧甲蟲,是生活在納米比亞沙漠中的一種神奇的昆蟲,它能在朝露的沙漠中收集小水珠,將其集中在一起然后吞入體內。而由Kitae Pak設計的這個Dew Bank Bottle晨露收集器就是

      仿生了這種昆蟲,它金屬的外表能很好抓住露珠,匯成的水珠最后都收集到了容器這項設計贏得了2010年Idea Design的銅獎,特別適合非洲沙漠地區的游牧民族來使用


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