ابتكار جديد يستخرج مياه الشرب من الهواء خلال دقائق (فيديو)
كشف فريق بحثي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا MIT عن ابتكار ثوري في مجال حصاد الماء من الجو، يعتمد على الموجات فوق الصوتية لاستخلاص الرطوبة من الهواء وتحويلها إلى مياه صالحة للشرب خلال دقائق فقط.
ويأمل الفريق أن يسهم هذا الجهاز في توفير مصدر مستدام للمياه للمناطق التي تعاني ندرة في مصادر المياه الطبيعية، سواء كانت صحراوية أو تفتقر إلى مياه بحر قابلة للتحلية.
استخراج مياه الشرب من الهواء خلال دقائق
وتعتمد تقنيات حصاد المياه من الهواء عادةً على امتصاص الرطوبة بواسطة مواد إسفنجية تُعرف باسم الممتزّات Sorbents، ثم تحرير هذه الرطوبة عبر التبخير باستخدام أشعة الشمس.
وتستغرق هذه العملية ساعات طويلة أو أيامًا كاملة، ما يحد من جدواها في البيئات الجافة أو ذات الحاجة الملحّة للمياه.
ويقدم الجهاز الذي طوره باحثو MIT حلاً مبتكرًا لهذه المعضلة؛ إذ يستخدم الموجات فوق الصوتية Ultrasound لزعزعة الروابط الضعيفة بين جزيئات الماء والمادة الممتصة.
وعند اهتزاز الرطوبة وتحررها، تتجه إلى فوهات صغيرة أسفل الجهاز حيث تُجمع مباشرة على هيئة ماء سائل.
وبحسب الباحثين، فإن النموذج الأولي للجهاز أكثر كفاءة بنحو 45 مرة من الطرق التقليدية التي تعتمد على التبخير فقط، كما ورد في الدراسة المنشورة في مجلة Nature Communications.
وتقول سفيتلانا بوريسكينا الباحثة الرئيسية في MIT: "فكرة استخراج الماء من الهواء قد تكون طوق نجاة للمناطق الصحراوية التي لا تمتلك حتى مياه بحر لتحليتها.. والآن أصبح لدينا طريقة أسرع وأكثر كفاءة لاستعادة هذا الماء".
كيف يعمل جهاز استخراج مياه الشرب من الهواء؟
ويعتمد الابتكار على حلقة خزفية مسطحة تهتز عند تمرير جهد كهربائي عليها، فتطلق موجات فوق صوتية عالية التردد تتجاوز 20 كيلوهرتز.
وتولد هذه الموجات حركة شبيهة بـ"رقص الماء"، بحسب وصف الباحث إيكرا شوفو، إذ تحفّز قطرات الماء على الانفصال من سطح المادة الممتصة.
وفي اختباراته، تمكن الجهاز من تجفيف عينات ممتصة بحجم قطعة عملة معدنية في غضون دقائق قليلة داخل حجرات ذات مستويات رطوبة مختلفة، ما يعزز إمكانية تشغيله في بيئات متنوعة.
ورغم حاجته إلى مصدر طاقة، يقترح الباحثون دمجه مع خلية شمسية صغيرة تعمل كمصدر طاقة وكمستشعر في الوقت ذاته، لتحديد امتلاء المادة بالرطوبة وإطلاق دورة التفريغ تلقائيًا عدة مرات يوميًا.
ويتخيل الفريق شكلًا نهائيًا للنظام يكون بحجم نافذة منزلية صغيرة، يجمع الماء باستمرار ويعيد شحن مادته الممتصة دورة بعد أخرى.
وتقول بوريسكينا: "جمال الجهاز أنه يمكن إضافته لأي مادة ماصة تقريبًا، ومع الموجات فوق الصوتية، يمكننا حصاد الماء مرارًا وتكرارًا على مدار اليوم".
