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模仿生物取水方法 3D打印或助力从空气中“拧”出淡水
那么,从空气中取水,是否可行呢?实际上,从空气中制取水,就地取材是其最大优势。即使在那里年平均气温为30摄氏度,平均相对湿度为25%。正常气压下,每立方米的空气中也含有8克水,这相当于在一个房间大小的空间内约有500克水。
能够依靠独特的身体结构,从干旱的空气中收集水分,以此满足基本的生存需要。背部的特殊几何构造适宜凝结水滴,内部复杂的网络输水效率很高,表面可以减少水滴在运输过程中的损耗。
模仿这些生物的取水方法,可以实现从空气中取水。例如,通过理论模型优化,将背部的特殊几何构造、刺的不对称、几乎无摩擦的涂层等特点结合起来,可以设计出效果不错的仿生材料,并通过3D打印技术进行生产。
机电法收集空气中的水分已算不上是新发明,商用和家用空气制水机已经存在。空气制水机原理类似于抽湿机,吸入的是潮湿空气,排出的是干净的水。普通的电压缩—扩张制冷机工作原理模拟大自然的降雨现象,利用电制冷技术将空气冷却,水汽冷凝并集聚成水,再对收集起来的水利用逆渗透净水技术,通过多层级过滤、杀菌消毒生产出洁净的饮用水。然而,空气制水看似简单,实则技术要求特别高。
目前,影响空气制水技术进入市场的最大问题是成本,空气制每立方米水需要花费约67元钱,而海水淡化成本每立方米约5元钱,差距还是很明显的。随着技术的进步,如果空气制水成本能降低到比淡化海水或处理污水低,那么这种方法将会有很大的用途。
总之,在干旱少雨的地方,并不意味着空气中没有足够的水。从空气中制取水实用性强、前景广阔,关键是加快技术创新,找到更廉价、更高效的吸湿材料或仿生材料。
文