玫瑰激發了收集和凈化水的聰明方式

玫瑰與雨滴。

圖片來源：?Acik / Adobe Stock

玫瑰可能是流行文化中愛情脆弱的最具代表性的象徵之一，但現在花朵不僅僅具有象徵價值。德克薩斯大學奧斯汀分校開發的一種用於收集和凈化水的新設備，受到玫瑰的啟發，雖然比魔法更加工程化，但卻是對當前方法的顯著改進。每個花狀結構的成本不到2美分，每平方米每小時可生產超過半加侖的水。

由Cockrell工程學院的Walker機械工程系的Donglei（Emma）Fan副教授領導的團隊開發了一種新的太陽能蒸汽用於水生產的方法 - 一種利用陽光能量從水中分離鹽和其他雜質的技術蒸發。

在最新一期的「 高級材料 」雜誌上發表的一篇論文中，作者概述了摺紙玫瑰如何為開發一種新型太陽能蒸汽系統提供靈感，該系統由分層的黑色紙張形成的花瓣製成。3D玫瑰形狀附著在從任何水源收集未經處理的水的莖狀管上，使結構更容易收集並保留更多液體。

目前的太陽能蒸汽技術通常昂貴，體積大並且產生有限的結果。該團隊的方法使用便宜且輕便的廉價材料。哦，它看起來就像一個玻璃罐子里的黑色玫瑰花。

知情人士會更準確地將其描述為攜帶型低壓控制的太陽能蒸汽收集系統「unisystem」。但它與花的相似並非巧合。

「我們正在尋找更有效的方法來應用太陽能蒸汽技術來生產水，使用塗有特殊聚合物的黑色濾紙，稱為聚吡咯，」范說。

聚吡咯是一種以其光熱特性而聞名的材料，這意味著它特別擅長將太陽光轉換成熱能。

范和她的團隊嘗試了許多不同的方法來塑造紙張，看看什麼是達到最佳保水水平的最佳方法。他們首先將單層圓形塗層紙在陽光直射下平放在地面上。單張紙顯示出作為集水器的前景，但數量不足。在玩弄其他幾種形狀後，范的靈感來自於她在高中讀過的一本書。雖然不是關於玫瑰本身，亞歷山大·杜馬斯的「黑色鬱金香」讓她想到嘗試使用花朵般的形狀，她發現玫瑰是理想的。它的結構允許更多的直射陽光照射到光熱材料 - 具有更多的內部反射 - 比其他花卉形狀更多，並且還提供了擴大的表面積，以使水蒸氣從材料中消散。

該裝置通過其管狀管收集水 - 將其供給頂部的花形結構。它還可以收集來自上方的雨滴。水進入花瓣，花的聚吡咯材料將水變成蒸汽。當以這種方式濃縮時，雜質自然地與水分離。

「我們設計的凈化收集系統包括一個低壓泵的連接點，以幫助更有效地冷凝水，」博士的Weigu Li說。Fan的實驗室候選人和論文的主要作者。「一旦冷凝，玻璃罐就會設計得緊湊，堅固且安全，可以存放乾淨的水。」

該設備可去除重金屬和細菌的污染物，並從海水中去除鹽分，產生符合世界衛生組織規定的飲用標準要求的潔凈水。

「我們合理設計和低成本製造3D摺紙光熱材料代表了首創的攜帶型低壓太陽能蒸汽收集系統，」李說。「這可以激發個人和家庭清潔水生產中新的太陽能蒸汽技術範例。」

（來源：德克薩斯大學奧斯汀分校）

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