پایان تشنگی با امواج فراصوت؛ فناوری جدید حتی از هوای مناطق خشک آب تولید می‌کند

پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) با ابداع دستگاهی نوآورانه، راهی برای استخراج آب آشامیدنی از هوا، حتی در خشک‌ترین مناطق، کشف کرده‌اند. این فناوری با استفاده از امواج فراصوت (اولتراسونیک)، فرآیندی را که پیش از این ساعت‌ها یا حتی روزها طول می‌کشید، در عرض چند دقیقه به سرانجام می‌رساند و می‌تواند دسترسی به آب پاک را برای جوامع محروم متحول کند.

سیستم‌های مرسوم برداشت آب از هوا (AWH) رطوبت را با مواد اسفنج‌مانندی به نام جاذب جمع‌آوری می‌کنند. چالش اصلی این سیستم‌ها، نیاز به انرژی خورشیدی برای تبخیر و آزادسازی آب از جاذب است که فرآیندی بسیار کند و ناکارآمد محسوب می‌شود. اما دستگاه جدید MIT این معادله را به کلی تغییر داده است.

دستگاه جدید به جای گرما، از امواج فراصوت برای تکاندن و آزادکردن مولکول‌های آب از ماده جاذب استفاده می‌کند. هسته‌ی اصلی دستگاه یک حلقه‌ی سرامیکی است که با اعمال ولتاژ، با فرکانسی بالاتر از محدوده‌ی شنوایی انسان (بیش از ۲۰ کیلوهرتز) به لرزه درمی‌آید. این ارتعاشات پرسرعت، پیوندهای ضعیف بین آب و سطح جاذب را می‌شکند و رطوبت به شکل قطرات آب آزاد می‌شود.

ایکرا افتخار شوو، دانشجوی فارغ‌التحصیل MIT و نویسنده‌ی اصلی پژوهش، فرآیند را این‌گونه توصیف می‌کند:

آب گویی با امواج می‌رقصد و این آشفتگی هدفمند، تکانه‌ای ایجاد می‌کند که مولکول‌های آب را آزاد می‌کند و می‌توانیم ببینیم که آن‌ها به‌صورت قطرات بیرون می‌ریزند.

- ایکرا افتخار شوو

نمونه‌ی اولیه‌ی دستگاه در استخراج آب ۴۵ برابر کارآمدتر از روش تبخیر سنتی عمل می‌کند. سوتلانا بوریسکینا، از دیگر پژوهشگران پروژه، می‌گوید: «اکنون راهی داریم تا آب را سریع و مؤثر بازیابی کنیم و این می‌تواند یک منبع بزرگ آب، به‌ویژه برای مناطق بیابانی باشد.»

هرچند دستگاه تازه برخلاف سیستم‌های خورشیدی به منبع برق نیاز دارد، پژوهشگران پیشنهاد می‌کنند که می‌توان آن را با یک سلول خورشیدی کوچک ترکیب کرد. این سلول خورشیدی علاوه بر تأمین انرژی، می‌تواند به عنوان حسگر عمل و با تشخیص اشباع شدن جاذب، چرخه‌ی آزادسازی آب را به‌طور خودکار فعال کند. تیم پژوهش یک سیستم خانگی جمع‌وجور به اندازه‌ی یک پنجره را متصور است که می‌تواند چندین بار در روز آب را جمع‌آوری و آزاد کند و منبع پایداری از آب آشامیدنی فراهم آورد.

پژوهش در نشریه‌ی نیچر منتشر شده است.