Вода, що зберігається у водосховищах та резервуарах для людського споживання, часто випаровується, особливо в спекотних регіонах, як-от Південна Африка. Підвищення температури прискорює цей процес, залишаючи менше води для людей, сільського господарства та промисловості. Даніел Квасі Кпегло, який нещодавно захистив докторську дисертацію з фізики, пояснює своє лабораторне дослідження нової розробки — тонкого плавучого покриття з наноматеріалу, яке можна розстелити на водоймах, мов ковдру, зменшуючи випаровування шляхом обмеження потрапляння сонячного інфрачервоного випромінювання до води. Він також окреслює перешкоди, які необхідно подолати для випробування цієї розробки в реальних умовах.
Чому зменшення випаровування води таке важливе?
Як наноматеріальне покриття зупиняє випаровування, пропускаючи сонячне світло?
Моє дослідження зосередилося на новому плавучому покритті для води на основі нанотехнологій. Ідея подібна до розміщення ретельно розробленого навісу або покриття над поверхнею води. Я вирішив перевірити, чи можна використовувати вже існуючий наноматеріал, розстеливши його на воді, щоб він діяв як селективний фільтр для сонячного світла. Моє дослідження мало на меті вперше з’ясувати, чи зможе наноматеріал вирішити проблему випаровування, пропускаючи більшу частину видимого світла, але блокуючи значну частину теплоносного інфрачервоного випромінювання.
Накопичена вода може вкриватися слизькими бактеріальними плівками: нанотехнології можуть стати вирішенням
За 100 000 років озеро Вікторія висихало тричі. Це може статися знову
Що ще зупиняє випаровування води, і чому цей метод кращий?
Для запобігання випаровуванню води використовувалися плавучі або підвісні покриття, затіняючі сітки, вітрозахисні бар’єри, рослини та природні матеріали, як-от пальмове листя. Деякі вчені досліджували використання хімікатів для створення “сонцезахисного крему” для води. Але ці речовини, як правило, блокують усе сонячне світло, тоді як наше дослідження спрямоване лише на блокування інфрачервоного випромінювання.
Нанотехнології можуть багато чого запропонувати Нігерії, але дослідження потребують підтримки
Що потрібно зробити далі?
Ми тестували це лише в лабораторному резервуарі з використанням штучного джерела світла, призначеного для імітації сонячного. Ми перевіряли різні умови освітлення та відстані від поверхні води, порівнюючи незакритий резервуар, резервуар, покритий звичайним пластиком, і резервуар, покритий обробленим матеріалом. Результати послідовно показували, що при використанні обробленого покриття втрачалося значно менше води.
Крихітна технологія, яка може виявити забруднення в Південній Африці та вловити його
По-третє, для використання наноматеріалу на реальних дамбах необхідно провести наукове дослідження стійких до ультрафіолету матеріалів, таких як полікарбонат. Це тому, що тривалий вплив ультрафіолету може руйнувати деякі види пластику, роблячи їх крихкими, призводячи до появи тріщин і розпаду на дрібні шматочки. Перш ніж це покриття можна буде запустити в експлуатацію, ми повинні переконатися, що матеріал, з якого воно виготовлене, може витримувати роки впливу сонячного світла, зберігаючи при цьому свої плавучі властивості.
- Нанотехнології
- Вода
- Випаровування
- Водна безпека
- Південна Африка
- Наука та інновації для розвитку
Викриття
Заява про розкриття
Партнери
DOI
https://doi.org/10.64628/AAJ.vut9pj9k7