Ur gezaren eskasia gero eta erronka larriagoa da gizarte garapenerako. Jakinarazten da munduko biztanleriaren % 29k ez duela edateko ur segurua, eta ur garbiaren eskaria oraindik hazten ari da biztanleriaren hazkundea eta ingurumen arazoengatik. Saneamenduarekin lotutako ur garbia bereziki garrantzitsua da koronavirus gaixotasunaren (Neocoronavirus pneumonia) agerraldiaren testuinguruan. Eguzki-energia bidezko ura lurruntzea itsasoko uretatik eta hondakin-uretatik ur garbia ekoizteko teknologiarik itxaropentsuenetako bat da, eguzki-argia energia sarrera bakar gisa erabiliz. Teknologia eguzki xurgatzaileetan oinarritzen da, lurrungailu gisa jarduten dutenak eguzki-energia bero bihurtzeko lurruna sortzeko. Uraren lurrunketa-tasa handiak eta eguzki-beroaren bihurketa-eraginkortasuna lortzeko, material idealak xurgapen-eskaintza zabala izan behar du eguzki-espektroaren zati handi bat modu eraginkorrean erabiltzeko, eroankortasun termiko baxua bero-galera kentzeko eta hiru dimentsioko (3D) kanal porotsuak uraren garraio eraginkorra izateko. Orain arte, zientzialariek karbonoan oinarritutako hainbat material fototermiko garatu dituzte (adibidez, grafenoa edo karbono nanohodiak), polimeroetan, metaletan eta metal oxidoetan eta haien hibridoetan, etab.
Zientzialariak buru-belarri aritu dira lanean azken urteotan aurrerapen asko aztertzeko eta egiteko, beraz, gaurkotasun handiko hainbat argitalpenetatik ikas dezagun azken urteotan ur garbi fototermikoen sorkuntzan izandako ikerketen aurrerapena.
- Naturaren Komunikazioak: Landareen hostoek eguzki-energiaz eta eraginkortasun handiko ur-arazgailuan inspiratzen dute
Landare baskular naturalen hostoek presio osmotikoaren, transpirazioaren eta iraizketa desberdintasunen araberakoak dira ur garbi tona bat sortzeko, eguzki-argiak bultzatuta. Hori dela eta, Qinghua Unibertsitateko Chun Liren taldeko ikertzaileek eguzki-argiak bultzatutako arazgailu baten berri eman dute ura modu eraginkorrean arazteko eta ekoizteko. Eguzki-argiak bultzatutako arazgailu honek tenperatura negatiboari erantzuten dion poli(N-isopropilakrilamida) hidrogel (PN) bat dauka, melamina aparrezko bizkarrezurra superhidrofiliko batean ainguratuta eta kanpoaldean PNIPAm-z aldatutako grafeno (PG) iragazki mintz batez estalita. Dinamika molekularreko simulazioek eta emaitza esperimentalek erakutsi zuten melamina bizkarrezurra nahiko zurrunaren izaera superhidrofilikoak nabarmen bizkortzen zuela PNPG-F arazgailuaren hantura/deshanturatze tasa. Eguzki-argiaren intentsitate beraren irradiaziopean, egitura arrazionalki diseinatu honek 4.2 kg/m2/h bilketa eta % 99 baino gehiago ioien kentzea ahalbidetu zuen gatzun-elikadura batetik PNPG-F bakar baterako, lurrunketaren eta tantaka gehitzearen efektu sinergikoen bidez. Egileak aplikazio potentzial handiak aurreikusten ditu eguzki-argiak bultzatutako sistema oso eraginkor honentzat uraren tratamendurako hainbat aplikaziotan. Ikerketa Nature communications azpi-aldizkarian argitaratu zen, “Landare-hostoek inspiratutako eguzki-argiaren bidezko arazgailua ur garbiaren ekoizpenerako eraginkortasun handikoa” izenburuko artikulu gisa.
- Zientziaren aurrerapenak: argia xurgatzen duten hidrogelen polimero-sare oso hidratagarriak eguzki-ura arazteko
Ura arazteko eguzki-uraren lurrunketa ur geza ekoizteko teknologia itxaropentsua da. Hala ere, eguzki-lurruna sortzeak energia intentsiboa du, eta ondorioz, ur-ekoizpen baxua izaten da egun argi naturalean. Horregatik, uraren lurrunketaren energia-eskaera murrizteko eta eguzki-uraren arazketa azkartzeko material berriak garatzeko premia handia dago. Guihua Yu irakasleak Austin-en (Texas, AEB), argia xurgatzen duen hidrogel oso hidratatu baten berri eman zuen (h-LAH) alkohol polibiniloz eta kitosanoz osatutakoa hidratazio-zuzenburu gisa eta polipirroloz argi xurgatzaile gisa, zeinak energia gutxiago erabil dezake (uraren bolumenaren % 50) ura lurruntzeko. Frogatuta zegoen h-LAH-ren hidratazio-ahalmena handitzeak uraren egoera alda dezakeela eta ura partzialki aktibatu dezakeela, eta horrela ura lurruntzea erraztuz. h-LAH-k eguzki-lurrunaren ekoizpena handitu zuen, ~3.6 kg/m2/h-ko tasa errekorra lortu zuen eguzki bakarrean. h-LAH-n oinarritutako eguzki-uraren lurrunketak ere epe luzerako iraunkortasuna eta kutsatzaile ioniko konplexuen aurkako propietateak erakutsi zituen. Ikerketa Science Advances aldizkarian "Plant leaves inspired sunlight-driven purifier for high-efficiency clean water production" izeneko artikulu batean argitaratu zen.
- Angew: COF materialak superhidrofilia eta uhin-luzera zabaleko argiaren xurgapena duten ur fototermikoen lurrunketarako
Polimero organiko porotsuen berezko hidrofobikotasuna eta argiaren xurgapen mugatua, batez ere infragorri hurbileko (NIR) eskualdean, eguzki-lurrunaren sorreran (SSG) aplikatzea oztopatzen duten bi botika dira. Jilin Unibertsitateko Xiaoli Yan taldeko ikertzaileek 1,4,5,8 tetrakis (fenilamino) antrazeno-9,10-diona (TPAD-COF) (TPAD-COF) oinarritutako marko organiko kobalentea (COF) garatu dute, UV/ikusgai NIR eskualde osoko SSG estaltzen duen superhidrofilia eta argi xurgapen zabala du ezaugarri. TPAD-COF, gehigarririk gabeko bihurketa fototermikoko material eraginkor gisa, 1.42 kg/m2/h-ko ur lurrunketa bikaina erakusten du eta % 94ko energia bihurtzeko eraginkortasun handia lortzen du eguzki-intentsitateko irradiazio baten azpian. TPADn oinarritutako COF argiaren xurgapen-barrutiaren luzapen bat lortu zen BF2 molekula kelatuen aldaketa postsintetikoaz. Kontrol sistematikoko esperimentuek eta analisiek baieztatzen dute bihurtze-material fototermikoaren hidrofiliak rol nagusiagoa duela ur fototermikoaren lurrunketarako erabiltzen diren TPADn oinarritutako COFetan. Ikerketa lana, "Superhydrophilic2D Covalent Organic Frameworks as Broad absorbers for Efficient Solar Steam Generation" izenekoa, Angewise goi mailako nazioarteko aldizkarian argitaratu zen. Lana Angew nazioarteko aldizkari gorenean argitaratu zen. Kim. Int. Ed.
- JACS: eskualde bikoitzeko COF/grafeno hidrogel hidrofilo-hidrofoboa ur fototermikoaren lurrunketarako
Eguzki-uraren lurrunketa uraren tratamendu jasangarriko teknologia bat da, mundu osoko ur eskasia arintzen lagun dezakeena. Hala ere, teknologia honek erronka handiak ditu, energia-kontsumo handiagatik eta uraren lurrunketa-tasa baxuagatik. Berlingo (Alemania) Unibertsitate Teknikoko Arne Thomas irakaslearen taldeak marko organiko kobalentea (COF)/grafeno eskualde bikoitzeko hidrogel baten berri ematen du, eskualde hidrofiloak eta hidrofobikoak material bakarrean dituena, in situ hazkuntza estrategia sinple baten bidez. COF hidrofilikoak grafeno-eskualde hidrofoboaren zati bat estaltzen du. Bi heze-eskualdeen kontrol zehatzaren bidez, hidrogel hibridoak argi-bilketa eraginkorra, hezegarritasun doigarria, ur-eduki optimizatua eta ura lurruntzeko energia-eskakizun murriztua erakusten du. Eguzki-xurgatzaile gisa, eskualde bikoitzeko hidrogelak 3.69 kg/m2/h-ko lurrun-sorkuntza-tasa lortzen du eguzki-irradiazio baterako (1kw/m1), eta hori beste material aurreratuekin parekoa da. Horrez gain, hidrogel lurrungailu hau itsasoko uretatik eta ur zikinetatik edangarria den ura ekoizteko erabil daiteke, uraren tratamenduaren potentziala frogatuz. Ikerketa-lana JACS aldizkarian argitaratu zen "A Covalent Organic Framework/Graphene Dual-Region Hydrogel for Enhanced Solar-Driven Water Generation", JACS, nazioarteko goi mailako aldizkaria.
- Zientziaren aurrerapenak: Nenufar pala egituran inspiratutako eraginkortasun handiko ur lurrungailu fototermikoa
Azken urteotan, eguzki-lurrun interfazialeko sorkuntzak potentzial handia erakutsi du gatzgabetzeko eta hondakin-uren tratamendurako energia bihurtzeko eraginkortasun handia lortzeko. Hala ere, lurruntze-tasa handiak ezin dira mantendu eguzki-xurgatzailean zikinkeria edo gatza itxuraz saihestezina delako. Degradazioa azkartu egiten da solutuen kontzentrazioa handitu ahala. Arazo honi aurre egiteko, Nanjing Unibertsitateko Jia Zhu irakaslearen taldeak, lirio hostoen egituran inspiratuta, etapa anitzeko egitura bat diseinatu zuen (Water-lily-inspired Hierarchical Structure (WHS) fototermiko-lurrun bihurtzeko gailua, zeinak % 80ko konbertsio fototermiko eraginkortasuna lor dezakeen % 10 pisuaren % 30 eta uraren % XNUMX oso kontzentratua tratatzean). konbertsio fototermikoaren eraginkortasuna ez da nabarmen murrizten gatzun oso kontzentratuta eta hondakin-uren tratamenduan, lurrunketa amaitu arte (hau da, "zero isurketa"), eta gainazala garbi geratzen da.
- Nano energia: molibdeno disulfuroa ur fototermikoa lurruntzeko
Deakin Unibertsitateko Mugako Materialen Institutuko Lifeng Wan taldeko ikertzaileek trantsizio-metalezko disulfuro eta nitrogenoan aberatsak diren nitruro heterostruktura sorta bat garatu dute eguzki-energiaz lurruntzeko, kristal-eraldaketa partzialaren bidez. Bereziki, 2D heterostruktura aurreratu hauek espektro-xurgapen hobetua erakusten dute infragorri tartean eta egonkortasun kimiko bikaina disoluzio desberdinetan, ura, azidoak eta baseak barne. Garrantzitsuagoa dena, espektro-xurgapen intentsitate hobetuari eta bero-galera murriztuari esker, MoS2-Mo5N6/ melamina aparra (MF) eguzki-energia termikoko gailuak lurruntze-tasa handia (2.31 kg m-2h-1) eta bihurketa-eraginkortasuna (% 106.6) erakusten ditu, MoS2/MF eta MF/ura eguzki-energia gailuenak baino 1.4 eta 4.7 aldiz handiagoak, hurrenez hurren. Lan honek 2D-2D TMD-nitrogenoan aberatsak diren nitruro heterostruktura aurreratuen sorta bat eskaintzen du, eguzki-energiaz lurruntzen den ura sortzeko errendimendu fototermiko bikainarekin. Lan hau Nano energy aldizkari internazionalean argitaratu da, “Eguzki-uraren sorrerarako trantsizio-metalezko dikalkogenuroen eta nitrogeno-nitruro aberatsen 2D-2D heterostruktura aurreratuak” izenburupean.
Eguzki-ur fototermikoen lurrunketa-teknologiak ur garbiaren eskasia globala konpontzea espero da, orain konpondu behar dena material fototermikoen kostu baxuko prestaketa, eraginkortasun handiko funtzionamendua eta erabileraren egonkortasuna eta eramangarritasuna aplikazio praktikoko inguruneetan, etorkizunean emaitza gehiago lortuko direla gizaki guztien onurarako!
Melamina aparraren inguruko informazio gehiago lortzeko, jar zaitez gurekin harremanetan [email protected] helbidean edo idatzi +86-28-8411-1861 telefono zenbakira.
Irudi eta testu batzuk Internetetik erreproduzitzen dira, eta egile-eskubideak jatorrizko egilearenak dira. Arau-hausteren bat izanez gero, jar zaitez gurekin harremanetan ezabatzeko.