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受树木启发,新型反重力输水系统制造洁净水

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顶部带有碳纳米管的气凝胶将水提起,然后进行蒸汽重整,净化和收集。

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染色的水向上流过气凝胶的树枝状分支。

克服重力的影响并实现水的向上迁移是一个重要的工程问题。在掌握了这种技术之前,树木已经擅长人类数亿年。 phys.org网站于7月8日报道,受到树木的启发,浙江工业大学和中国浙江大学的研究人员设计了一种输水系统,利用毛细管力将脏水推入分层结构。在胶水中,然后使用太阳能将其转化为蒸汽以产生清洁水。浙江理工大学的刘爱平和浙江大学的郝柏在最新一期《美国化学会?纳米》上发表了一篇关于新型输水系统和太阳能蒸汽发电的论文。刘在接受Phys.org采访时说:“我们的方法具有普遍性,具有良好的工业前景。我们制备的材料性能优良,可多次重复使用,预计可用于大规模海水淡化和污水处理。治疗。”/P>

反重力输水系统主要由两部分组成:细长,多孔,超轻气凝胶主要用于输送水;气凝胶顶部的碳纳米管层可吸收阳光并将水转化为蒸汽。整个系统包装在玻璃室中。在毛细作用力的作用下,水向上移动气凝胶直至其到达顶部,并且太阳能加热的碳纳米管层将水加热至蒸汽状态,将其与污染物分离。蒸汽冷凝在玻璃室上并流入储液器。

由Liu等人设计的输水系统。与植物水输送系统非常相似。植物含有大量的微型木质部导叶,将根部从土壤中吸取的水输送到树叶中。在水到达叶片后,它通过太阳辐射从叶片的小孔蒸发。手动重建类似的有效水输送系统是非常困难的。大多数先前的尝试具有以下缺点:水输送速度慢,输送距离短,以及运输污水或海水的能力弱。为了提高人工输水系统的性能,刘等人。重新设计了气凝胶。将气凝胶组分倒入铜管中,然后对铜管进行温度梯度处理。冻干的气凝胶形成径向通道,内表面折叠和与冰晶的网状物。这些微结构显着提高了“气凝胶导管”的性能。研究人员表示,使用改进的气凝胶导管,水的上升距离在5分钟内达到约10厘米,在3小时内达到近28厘米。气凝胶管适用于清洁水,海水,污水和沙水。此外,碳纳米管顶层的能量转换效率高达85%。

在下一阶段,刘等计划进一步改善供水系统的性能并为其应用做好准备。他说:“我们希望优化实验方案,以满足大规模生产的需要。水输送高度,输水速度和集水效率还有进一步提高的空间。”

原文在现场

编译:雷新宇

评论者:西摩

编辑:唐林芳

期刊来源:《美国化学会?纳米》

期刊号:1936-0851

原始链接:https://phys.org/news/2019-07-antigravity-trees.html

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