Армия США получила эффективный “солнечный” очиститель воды
Армия США нуждается в переносной системе очистки воды, не требующей сложного и тяжелого оборудования. Испарение и последующее конденсирование воды — известный и простой способ ее очистки от примесей. Все упирается в источник энергии для нагревания, кипячения и испарения воды. Использование для этой цели солнечного света не оборачивается крупными тратами, габаритное оборудование при этом не требуется, однако эффективность испарения солнечными лучами обычно довольно низкая.
В Институте Рочестера придумали, как повысить эффективность испарения, преобразовав почти 100% энергии солнечнечного света в тепло. На первом этапе разработки обычный лист алюминия подвергли воздействию серии фемтосекундных (ультракоротких) лазерных импульсов и вытравили его поверхность до черного цвета. В результате, алюминий стал эффективно поглощать солнечный свет.
Чтобы эффективность испарения не зависела от положения светила на небе, ученые на втором этапе исследования снабдили панель поворотным механизмом, позволяющим располагать ее под разным углом к горизонтали. Солнечные лучи при этом всегда падают на поверхность под прямым углом, что максимизирует их поглощение.
Тонкий слой воды вытягивается вверх по поверхности металла из резервуара и равномерно покрывает нагретый лист. Третьим этапом работы стало изменение структуры поверхности алюминиевой пластины. Структура меняет межмолекулярные связи воды, еще больше повышая эффективность испарения.
Новое устройство описано в журнале Nature Sustainability и позволяет удалять из воды моющие средства, красители, мочу, тяжелые металлы и глицерин, что делает жидкость полностью пригодной для питья. Помимо использования военными, разработка может применяться для преодоления глобального водного кризиса, особенно в развивающихся странах.
