从蜘蛛网中获取线索 研究人员利用蒸汽捕获系统捕获淡水

受到蜘蛛网上露珠形成的启发，加州大学洛杉矶分校的工程师和数学家设计了一种独特而有效的水蒸气捕获系统，可用于生产清洁的淡水，或回收可能浪费的工业用水。

他们的系统是一排密集的平行棉线，垂直排列，沿着琴弦流下稳定的水滴。上升的水蒸汽，通过风扇向上推动，由水滴和冷凝的“网络”捕获。然后将所得的水移入收集容器中。

研究人员报告说，与现有的捕获水蒸气的技术相比，这种方法的效率提高了200%。

该研究发表在Science Advances上，包括系统的理论模型和原型的实验结果。

除了从大气中收集水之外，该方法还可用于从高盐度废水的蒸发中产生清洁水，例如由石油和天然气生产或灌溉径流产生的废水。

它还可用于捕获从发电厂和工业设施中的冷却塔逸出的蒸汽。然后可以将捕获的水再循环回冷却系统。

加州大学洛杉矶分校Samueli工程学院机械和航空航天工程教授，该研究的首席研究员Sungtaek Ju说：“全球越来越关注淡水稀缺，这促使了经济上可行的捕获水汽的方法的发展。” “这种模仿自然雨水循环生产清洁水的想法，被称为'加湿 - 除湿过程'，已经存在了相当长的一段时间。然而，制造这样一个建造和运营成本低廉的系统一直是一项重大挑战。系统价格低廉，重量轻，节能。这些因素可能有助于克服采用它的挑战。“

一些提出的水蒸汽捕获方法使用冷冻金属使水蒸气在表面上冷凝。但有限的表面积，以及重量，材料和制造成本，已经减缓了它们的采用。类似地，使用喷雾喷嘴或电场的方法使用过多的电力是可行的。

加州大学洛杉矶分校团队系统的一个关键要素是能够始终如一地生成相同大小和恒定流速的水滴。这些水珠使系统能够有效地捕获水蒸气，而不会导致显着的压降，从而降低风扇功耗。

“液体珠子形成高度弯曲的表面，增强了水蒸气在空气中扩散的速度，”加州大学洛杉矶分校机械工程研究生，该研究的共同主要作者Abolfazl Sadeghpour说。“简单地说，这类似于下坡滚雪球。珠子在向下移动时会吸收水蒸气。虽然一滴水可能看起来很小，但想到一整排螺纹不断工作。收获的水蒸气可能会增加很多。“