新型海绵过滤器能在太阳下快速释放出净化后的湖水

2021年04月02日 08:10 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,具有讽刺意味的是,许多最需要水净化的地方却有着最不发达的基础设施。这就需要一种由太阳激活的新过滤装置。利用太阳净化水最常见的方法之一就是安装太阳能蒸馏器。虽然这种设置是有效的,但有时需要很长时间才能产生足够的饮用水。

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为了寻找一种快速反应的替代品,来自普林斯顿大学(Princeton University)的科学家们开发出了一种低成本的扁平海绵状装置,它可以从湖泊或池塘中吸水然后在阳光照射下释放纯化的水。

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该过滤器的核心是一种具有网状微结构的聚合物凝胶。这种凝胶被一层叫做聚多巴胺的深色物质所包围,而聚多巴胺又被一层透明的海藻衍生物质--海藻酸盐所覆盖。

当该设备漂浮在相对较冷的水中时,凝胶网呈松散和开放状态。水通过外层两层孔隙流入,然后被凝胶内部的亲水分子吸引。然而,海藻酸盐的孔隙足够小,从而使得污染物或病原体无法通过。

当滤光片从水中取出并放在阳光下时,黑暗的聚多巴胺会增加它的太阳能吸收从而导致它变热。在这个过程中,凝胶中的疏水分子相互吸引。这会导致凝胶收缩,本质上是将纯化的水从海绵材料中挤出。这些水被收集在过滤器下面的容器中。

在对该设备的测试中,它最初被放置在普林斯顿大学卡内基湖25摄氏度的水中一个小时。然后,它被拿出来放在阳光下晒一个小时--在这个过程中,它被加热到33℃并释放它吸收的水。这水被证明没有毒素和病原体,其中包括湖里发现的潜在有害微生物。

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