محققان ماده اسفنجی جالبی ساخته‌اند که می‌تواند فقط با منفعت گیری از نور خورشید آب دریا را به آب آشامیدنی سالم تبدیل کند. این فناوری با چاپ سه‌بعدی ساخته شده و بدون نیاز به برق کار می‌کند. این چنین در آزمایش‌های میدانی موفق بوده است.

بر پایه گزارش SciTechDaily، میلیاردها نفر در سراسر جهان با افتآب شیرین روبه رو می باشند و کارخانه‌های شیرین‌سازی آب، انرژی زیاد بسیاری مصرف می‌کنند. برای حل‌کردن این مشکل، دانشمندان دانشگاه پلی‌تکنیک هنگ‌کنگ فناوری پایدار و کم‌هزینه‌ای گسترش داده‌اند.

اسفنج خورشیدی برای تصفیه آب دریا

این محققان موفق به ساخت یک ایروژل اسفنجی شده‌اند. برخلاف هیدروژل‌ها که نرم و پر از مایع می باشند، ایروژل‌ها ساختاری سفت و پر از منافذ جامد دارند که برای حرکت بخار آب ایده‌آل است. محققان با منفعت گیری از چاپ سه‌بعدی، خمیری متشکل از نانولوله‌های کربنی و نانوالیاف سلولزی را روی یک سطح یخ‌زده به‌صورت لایه‌لایه چاپ کردند. این فرایند تبدیل تشکیل ساختار اسفنجی با کانال‌های عمودی و یکنواخت میکروسکوپی (به عرض فقط ۲۰ میکرومتر) شد.

اما این فناوری چطور کار می‌کند؟

فرایند شیرین‌سازی با این دستگاه زیاد ساده و بدون نیاز به انرژی خارجی است؛ ابتدا اسفنج ایروژل در یک ظرف حاوی آب شور قرار می‌گیرد. با قرارگرفتن در معرض نور خورشید، سطح بالایی اسفنج که حاوی نانولوله‌های کربنی است، به شدت داغ شده و علتتبخیر آب می‌شود. در این فرایند، نمک و دیگر ناخالصی‌ها در پایین باقی می‌همانند. سپس یک پوشش پلاستیکی شفاف و منحنی روی ظرف قرار می‌گیرد. بخار آب خالص بعد از برخورد با سطح داخلی این پوشش، سرد و به قطرات آب شیرین تبدیل می‌شود، درنهایت نیز به داخل یک ظرف می‌چکد.

بزرگ‌ترین نوآوری این مطرح، حل مشکل مقیاس‌پذیری است. در راه حلهای قبلی با بزرگ‌ترشدن ابعاد ماده، کارایی آن به شدت افت می‌یافت. اما به لطف کانال‌های عمودی و یکنواخت این ایروژل تازه، نرخ تبخیر آب صرف نظر از اندازه قطعه (از ۱ سانتی‌متر تا ۸ سانتی‌متر) ثابت و کارآمد باقی می‌ماند. در یک آزمایش در فضای باز، این سیستم ساده توانست در عرض ۶ ساعت و فقط با منفعت گیری از نور طبیعی خورشید، نزدیک به ۳ قاشق غذاخوری آب کاملاً قابل شرب تشکیل کند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال ACS Energy Letters انتشار شده است.