Физики устали фильтровать воду… и начали бить ее током. Все ядовитые примеси теперь эвакуируются сами по себе
NewsMakerБольше никаких компромиссов между жаждой и отравлением.
Опреснение воды обычно ассоциируется с мембранами, насосами, высоким расходом энергии и сложной химией. Группа исследователей из Калифорнийского университета в Ирвайне и Тель-Авивского университета предложила совсем другой подход: устройство без шестеренок, без топлива и без химических реакций, которое вытягивает соль и ионы тяжелых металлов из жидкости с помощью быстрых низковольтных электрических импульсов. Авторы называют разработку первым в своем роде ионным насосом на основе храпового механизма.
Главная идея состоит в том, чтобы не прогонять воду через привычную систему с подвижными узлами и не тратить энергию на трудоемкие электрохимические процессы, а направлять заряженные частицы электрическим полем. В обычных инженерных решениях именно химия и энергозатраты часто становятся главным ограничением: установка получается сложной, дорогой и не слишком эффективной. Новая схема пытается обойти оба узких места сразу.
В основе конструкции лежит тонкая пористая пластина с металлическими слоями. Когда на такую систему подают низкое напряжение, которое очень быстро включается и выключается, возникает так называемый ratchet effect, по-русски храповый эффект. В физике так называют ситуацию, когда частицы начинают смещаться в одну сторону не из-за постоянного грубого давления, а за счет асимметрии структуры и точно заданного ритма внешнего сигнала.
Если говорить проще, устройство не толкает ионы прямой силой, как обычный насос качает воду. Вместо этого оно создает условия, при которых заряженным частицам легче двигаться в одном направлении, чем в другом. Такую роль играет сочетание двух факторов: несимметричное устройство самой системы и особенности поведения металла на границе с электролитом на наноуровне. В результате жидкость получает своего рода встроенный направляющий механизм для ионов.
Опреснение воды обычно ассоциируется с мембранами, насосами, высоким расходом энергии и сложной химией. Группа исследователей из Калифорнийского университета в Ирвайне и Тель-Авивского университета предложила совсем другой подход: устройство без шестеренок, без топлива и без химических реакций, которое вытягивает соль и ионы тяжелых металлов из жидкости с помощью быстрых низковольтных электрических импульсов. Авторы называют разработку первым в своем роде ионным насосом на основе храпового механизма.
Главная идея состоит в том, чтобы не прогонять воду через привычную систему с подвижными узлами и не тратить энергию на трудоемкие электрохимические процессы, а направлять заряженные частицы электрическим полем. В обычных инженерных решениях именно химия и энергозатраты часто становятся главным ограничением: установка получается сложной, дорогой и не слишком эффективной. Новая схема пытается обойти оба узких места сразу.
В основе конструкции лежит тонкая пористая пластина с металлическими слоями. Когда на такую систему подают низкое напряжение, которое очень быстро включается и выключается, возникает так называемый ratchet effect, по-русски храповый эффект. В физике так называют ситуацию, когда частицы начинают смещаться в одну сторону не из-за постоянного грубого давления, а за счет асимметрии структуры и точно заданного ритма внешнего сигнала.
Если говорить проще, устройство не толкает ионы прямой силой, как обычный насос качает воду. Вместо этого оно создает условия, при которых заряженным частицам легче двигаться в одном направлении, чем в другом. Такую роль играет сочетание двух факторов: несимметричное устройство самой системы и особенности поведения металла на границе с электролитом на наноуровне. В результате жидкость получает своего рода встроенный направляющий механизм для ионов.