Уявіть собі місце, чия назва говорить сама за себе – Долина Смерті. Випалена сонцем земля, розтріскана сіль і повітря, настільки сухе, що, здається, висмоктує вологу прямо з тебе. Це одне з найжаркіших та посушливих місць на нашій планеті. А тепер уявіть, що саме тут, у цьому царстві спеки, вчені змогли добути склянку чистої питної води з повітря.
Звучить як наукова фантастика, чи не так? Але це реальність, що стала можливою завдяки дотепній розробці інженерів Массачусетського технологічного інституту (MIT). І річ тут не в магії, а в елегантній науці.
Проблема не у відсутності води, а у способі її дістати
Насправді, навіть у сухому пустельному повітрі є вода. Вона знаходиться там у вигляді невидимої пари — окремих молекул H₂O. Проблема в тому, що їхня концентрація мізерно мала. Якщо вологість у Лондоні тримається на рівні комфортних 70%, то в Долині Смерті вона може падати до 5%. Як змусити ці рідкісні молекули зібратися разом і перетворитися на рідину?
Люди давно намагалися вирішити це завдання. Можливо, ви чули про «туманоуловлювачів» — величезні мережі, які встановлюють у прибережних пустелях, наприклад, у Чилі. Коли через них проходить густий туман, крапельки води осідають на нитках та стікають униз. Відмінна ідея, але вона має один істотний мінус: їй потрібен туман. А що робити там, де туману не буває?
Ось тут і виходить на сцену розробка команди Сюаньхе Чжао. Їхній пристрій працює пасивно, тобто йому не потрібна розетка або генератор. Всю роботу виконує сама природа.
Як працює “водяна панель”? Давайте розберемося
Зовні прилад виглядає досить просто: невелика панель заввишки півметра. Але все найцікавіше, як завжди, всередині.
Серце пристрою – це гідрогель. Уявіть собі суперефективну губку, яка просто любить вбирати воду. Цей гідрогель, змішаний із солями літію (вони допомагають притягувати вологу ще сильніше), має неймовірну здатність поглинати молекули води з повітря. Щоб зробити його ще ефективнішим, матеріал склали у складну структуру, що нагадує орігамі — так площа поверхні стає максимальною.
Працює все у простому двотактному циклі:
- Ніч: «Вдих». Вночі, коли температура падає, а відносна вологість повітря хоч трохи підвищується, гідрогель активно «п’є» воду з атмосфери, накопичуючи її в собі.
- День: Видих. Коли сонце встає і починає припікати, воно нагріває скляну панель. Тепло змушує воду, замкнену в гелі, випаровуватися. Але вона не летить назад в атмосферу. Пара піднімається і потрапляє на внутрішню поверхню пристрою, яка покрита спеціальним матеріалом, що охолоджує.
І тут відбувається те, що кожен з нас бачив на прикладі запітнілої склянки з холодним лимонадом: пара стосується холодної поверхні, конденсується і перетворюється на крапельки чистої води. Ці краплі стікають у невеликий резервуар. Просто та геніально.
Не просто теорія: випробування сухістю
Одна справа — лабораторні тести, і зовсім інша — реальний світ, причому в найсуворішому його прояві. Команда MIT вирушила до Долини Смерті та встановила свій прототип на тиждень. Результати виявилися вражаючими. Навіть за умов, коли вологість ледве дотягувала до 5%, пристрій стабільно виробляв до 160 мілілітрів води на добу. Цього вистачить, щоб наповнити невелику склянку. Здається, небагато? Але подумаємо: це вода, отримана з «нічого», без будь-яких витрат енергії, у місці, де кожна крапля на вагу золота.
За розрахунками дослідників, система із восьми таких панелей вже здатна забезпечити добову потребу у питній воді для однієї дорослої людини. Оскільки конструкція компактна, її можна масштабувати для постачання цілого домогосподарства.
Ложка дьогтю, або про що варто подумати
Звичайно, було б наївно думати, що технологія вже завтра вирішить усі проблеми із водою. Як справедливо зазначає Деріл Вільямс із Імперського коледжу Лондона, тижневий тест – це лише початок.
«Навколишнє середовище під відкритим небом досить агресивне», — каже він. І це правда.
Але навіть із цим застереженням розробка MIT — це величезний крок уперед. Вона доводить сам принцип: воду можна видобувати навіть там, де це видається неможливим. Це не просто черговий винахід, це джерело надії для мільйонів людей, які мешкають у посушливих регіонах. Хто знає, можливо, пройде не так багато часу, і оази можна буде не знаходити, а просто будувати. Прямо посеред пустелі.
