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五种空气取水技术的原理

红足一网11814-444814红世一足-红足一1世66814-66814红世一足-红足1世668814美国麻省理工学院(MIT)研究发的雾气取水系统


自然界中有不少生物具有从空中取水的本领,蜘蛛就是其一。常见的蛛网由蛛丝构成,但蛛网上一圈又一圉的螺旋线是湿丝,并非单一的蛛丝。湿丝上面分布着细细的珠状胶粘液体——

羟酸酯,具有极强的亲水性,极易吸收空气中的水分,可在长时间内保持较强的粘着力,既方便捕获猎物,又可源源不断地为蜘蛛提供生命之水。受蜘蛛网凝结水珠的启发,1990年代就发

明了模拟蜘蛛网取水的装置。从空气雾气中取水的基本原理是编织一张超大网络,让空气中的细小水珠遇到网线后凝聚成大水珠而被收集。M IT研究人员经过对匕防生研究发现,决定雾气

红足一网11814-444814红世一足-红足一1世66814-66814红世一足-红足1世668814取水效率的因素有三个,即网丝的粗细、网丝间距的大小和网丝表面的涂料。现有技术装置主要是由聚烯煌材料编织的网络,虽然此网编织起来简单易行而且价格便宜,但往往因为网丝过

粗、网眼过大等,结果不理想,只能在轻雾状态下攻得2%的取水率。


研究人员发现,有些沙漠昆虫(如南部非洲纳米布沙漠的甲壳虫)身体上雾气取水的网丝表面是坚硬的,这种具有渗透性功能的网状结构之所以具有很高的取水率,主要是因为风吹使雾珠

围着网丝表面旋转而凝聚。他们因此采用比头发丝粗3到4倍的不锈钢作为网丝编织网络,网丝之间的僵隙约2倍于网丝,并在网丝表面涂上一种容易让水珠下沉的化学涂料,减少网丝交

会角滞留现象发生,并让在网丝上形成的雾珠向下流进底部得到收集。这种称之为"雾珠采集系统”的垂直网丝结构,在轻雾条件下可以让系统获得10%以上的取水率,如果将网络叠加使用,还可以得到更大的取水率。


年轻的英国建筑师马修・帕克斯在纳米比亚大学水文中心的设计方案中就采用了这种理念。他设计出一种大楼,能在世界上某些最为干燥的地方收集到足够的水供自身使用。


红足一网11814-444814红世一足-红足一1世66814-66814红世一足-红足1世668814目前,该系统已经被安置在智利北部阿塔卡玛沙漠边缘的沿海山区,每平方米网格每天一般可以获得几升饮用水;在强风和空气湿度好的季节,每天甚至可以获得12升以上饮用水。


新的取水装置更是让我们感到,沙漠不再是生命禁区——带上一张高效取水网,还有高能量食品,就能长时间在沙漠里行走或驻守。如果这种网的造价能降低,就可以用它来绿化沙漠。


红足一网11814-444814红世一足-红足一1世66814-66814红世一足-红足1世668814利用亲水与憎水材料取水


纳米比亚沙漠中有一种独特的昆虫一纳米比亚沙漠甲虫,能从由海上飘到沙漠的雾中收集所需的一切水分。通常在晚上或者清晨,沙漠甲虫迎着雾调整甲壳的角度收集湿气,湿气凝聚成水滴后沿着甲壳边缘的小槽流入甲虫口中。


模仿这种甲壳虫的背部的构造,研究者制作了一个由吸水涂层和防水涂层组成的表面,利用风扇加快空气流通并通过这个表面,最终让水凝结储存起来。来自美国麻省理工学院的研究人员

红足一网11814-444814红世一足-红足一1世66814-66814红世一足-红足1世668814从中得到启发,通过观察学习这种纳米比亚沙漠甲壳虫,发明了一种能够从空气中取水的自充满水壶。


而在未来,这项技术将有可能与温室和绿色屋顶结合起来,并且被推广到农场或者更大型的农业项目上


两名以色列工学院的研究生约瑟夫•科里和埃亚勒•马勒卡发明了一种可在几乎任何气候条件下从空气中收集露水并转化为淡水的简易方法——"水空气"(WatAir) 。这项发明的灵感来

红足一网11814-444814红世一足-红足一1世66814-66814红世一足-红足1世668814自树叶收集露水的特性。用一块块板材做成倒金字塔形的采集器,一套面积为315平方英尺的设备每天可从空气中提取至少48升淡水。只要采集器的数量够多,即使在偏远和受到污染的地区也能每天无限量供应淡水。


沐雾甲虫,是生活在纳米比亚沙漠中的一种神奇的昆虫,它能在朝露的沙漠中收集小水珠,将其集中在一起然后吞入体内。而由Kitae Pak设计的这个Dew Bank Bottle晨露收集器就是

仿生了这种昆虫,它金属的外表能很好抓住露珠,汇成的水珠最后都收集到了容器这项设计赢得了2010年Idea Design的铜奖,特别适合非洲沙漠地区的游牧民族来使用


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