Получение влаги из воздуха без затрат энергии

15.06.2025

Вода - один из важнейших ресурсов на планете, и поиск новых способов ее получения особенно актуален в условиях глобального изменения климата и растущей засухи. Традиционные методы сбора воды из воздуха часто требуют затрат энергии или высокой влажности, что ограничивает их эффективность и применение. Однако группа американских инженеров сделала значительный прорыв, разработав материал, способный извлекать воду из атмосферы без использования дополнительной энергии.

Команда исследователей из Пенсильванского университета совместно с учеными из Технического университета Мюнхена представила новый класс наноматериалов, которые используют явление капиллярной конденсации. Этот процесс заключается в том, что водяной пар превращается в жидкость внутри крошечных пор материала, даже при невысокой влажности воздуха. Такое сочетание гидрофильных и гидрофобных элементов внутри наноструктуры позволяет собирать воду там, где традиционные методы оказываются бессильны.

В ходе экспериментов ученые исследовали смесь гидрофильных нанопор и гидрофобных полимеров, и их удивил самопроизвольный сбор капель воды на поверхности материала. Дальнейший анализ подтвердил, что уникальное взаимодействие между водолюбивыми и водоотталкивающими компонентами обеспечивает стабильное удержание воды. Примечательно, что в отличие от привычных методов, где требуется либо охлаждение воздуха, либо высокая влажность, новая технология обходится без внешних затрат энергии.

Интересным открытием стало то, что увеличение толщины материала напрямую влияет на объем собранной воды. Это свидетельствует о том, что капли формируются внутри пор и затем выходят наружу, а не образуются просто на поверхности. Более того, ученые зафиксировали, что капли воды сохраняются длительное время и не испаряются так быстро, как можно было ожидать исходя из их размеров и формы.

Новый наноматериал изготовлен из доступных и относительно недорогих полимеров и наночастиц, что делает его перспективным для массового производства. По словам разработчиков, его можно использовать в пассивных системах добычи воды, особенно в засушливых районах, где доступ к воде крайне ограничен. Помимо этого, материал пригоден для создания "умных" покрытий, способных охлаждать электронику и другие устройства без дополнительных энергозатрат.

Это открытие может стать ключевым элементом в решении глобальной проблемы дефицита воды и улучшении энергетической эффективности систем охлаждения. Использование капиллярной конденсации на базе наноматериалов открывает перспективу создания экологически безопасных и экономичных технологий, которые помогут обеспечить водой труднодоступные регионы и снизить нагрузку на природные ресурсы.

Разработка американских и немецких ученых демонстрирует, что инновации в области материаловедения способны не только изменить способы добычи воды, но и значительно повысить устойчивость человечества к климатическим вызовам, предлагая практичные и энергоэффективные решения.

<< Назад: Открыта планета с уникальным вращением 16.06.2025

>> Вперед: Динамическое изменение свойства света 15.06.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Решена проблема с отсутствием вдохновения 13.12.2018 Ученые установили, что вдохновение - это не бесконтрольная субстанция. Любой человек в состоянии влиять на свою "музу". Исследования проводились с помощью группы дизайнеров, которым предлагались различные источники стимуляции творческого процесса. Специалистам на обсуждение предлагалась определенная творческая задача и, с помощью привлечения различных стимулов вдохновения, они пытались ее решать. За процессом мозговой деятельности творческих людей ученые наблюдали с помощью МРТ. Активные участки мозга подсвечивались ярким светом, что позволило понять, за какие типы задач какой участок отвечает (генерация идей, нахождение точных решений и др). В результате установлено, что разные методы стимуляции процесса приводят к совершенно разным принимаемым решениям - итогам. Чем ближе способ стимулирования к требуемому результату, тем, соответственно, выше этот результат. И, наоборот, отдаленные от результата стимулы приводят к аналогичным итогам. Таким образом установлено, что для мотивации себя на активную деятельность в том или ином вопросе, совсем не обязательно ждать вдохновение. Можно просто правильно стимулировать себя, тем самым искусственно получая требуемую дозу вдохновения. Важно отметить, что данный способ касается не только "напрямую" творческих людей - дизайнеров, писателей, актеров и т.д. - также он применим и к инженерам, конструкторам и другим техническим специалистам, работа которых зачастую также завязана на вдохновении.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025