Теги → вода
Быстрый переход

Войны за воду не будет: корейские учёные придумали эффективный опреснитель морской воды

По данным ООН, за последние 20 лет количество доступной питьевой воды на каждого человека в мире снизилось на 20 %. Утверждается, что сегодня от нехватки питьевой воды страдают свыше 3 млрд человек. Решить проблему могли бы опреснители морской воды, но достаточно эффективных технологий для этого нет. Учёные из Республики Корея обещают помочь миру справиться с этой бедой. Они придумали фильтр, который удаляет из морской воды 99,9 % солей.

Источник изображения: Elsevier

Источник изображения: Elsevier

Главная проблема подобных фильтров — они перестают нормально фильтровать воду после полного смачивания. Перед учёными стояла задача создать максимально гидрофобный материал, но не теряющий свойств фильтрации. Выход был найден в производстве полимерных нановолокон методом электроспиннинга, когда нити волокна формируются в электростатическом поле. Из волокон сделали относительно толстую мембрану и заполнили определёнными специфическими материалами. В течение 30 дней экспериментальный фильтр отделил от воды 99,9 % содержащихся в морской воде солей.

По словам разработчиков, в случае коммерциализации открытия промышленные опреснительные установки смогут подготавливать питьевую воду в считанные минуты. Это будет проще и эффективнее современных опреснительных станций на основе обратного осмоса. При этом на процесс опреснения не придётся тратить драгоценную энергию, а отделённые соли можно будет пустить в производство, тогда как сегодня рассол с опреснительных станций сливается обратно в моря и океаны.

Американский сегмент МКС остался без системы получения воды

На американском сегменте Международной космической станции (МКС) вышла из строя система получения воды. В ближайшие дни астронавты займутся ремонтом установки, а пока оказать помощь в предоставлении воды готова российская сторона.

Фотографии «Роскосмоса»

Фотографии «Роскосмоса»

Как сообщает ТАСС, проблема возникла с комплексом WPA (Water Processor Assembly), установленным в жилом модуле «Спокойствие» (Tranquility). Эта система служит для преобразования воды из разных источников в чистую питьевую воду для членов экипажа.

Установку WPA пришлось отключить из-за возможной утечки. Отмечается, что экипажу орбитальной станции ничего не угрожает: на МКС есть запасы воды, кроме того, как было отмечено выше, на выручку готовы прийти российские космонавты.

«Между партнёрами по проекту МКС существуют паритетные отношения в части предоставления необходимых экипажу ресурсов, в том числе и воды, поэтому, безусловно, при необходимости мы поможем коллегам», — заявили в государственной корпорации «Роскосмос».

В NASA, в свою очередь, подчёркивают, что на станции есть все необходимые детали для восстановления работоспособности системы WPA. Ожидается, что ремонт будет завершён в начале следующей недели, после чего установка возобновит работу. 

Засуха побудила TSMC построить очистное предприятие для повторного использования технической воды в производстве чипов

Среди мер, предпринятых TSMC для борьбы с последствиями небывалой засухи на Тайване, уже упоминались строительство нового водовода, закупка воды цистернами и возведение опреснительной станции. На юге острова также началось строительство предприятия по очистке технической воды, которая потом может быть использована повторно для производства полупроводниковых компонентов.

Источник изображения: AFP/Jiji

Источник изображения: AFP/Jiji

TSMC уже сейчас повторно использует около 86 % потребляемой воды, но лишь малая её часть пригодна непосредственно для обработки кремниевых пластин. Как отмечает Nikkei Asian Review, компания стремится устранить эту несправедливость, начав на юге Тайваня строительство нового предприятия по очистке отработанной технической воды. Предприятие будет введено в строй уже в конце этого года, оно будет обслуживать исключительно потребности TSMC. На Тайване, где будет построено предприятие, уже производятся 5-нм компоненты, поэтому наличие достаточного количества водных ресурсов важно для бесперебойного снабжения клиентов продукцией.

К 2024 году, как сообщают представители TSMC, предприятие сможет ежедневно возвращать в оборот до 67 тысяч тонн воды, которая будет использоваться при обработке кремниевых пластин. Сейчас TSMC ежедневно потребляет до 156 тыс. т воды, поэтому новые очистные установки сделают весомый вклад в снижение зависимости компании от водопроводной сети. Прошлогодняя засуха истощила запасы воды в отдельных районах Тайваня настолько, что власти перекрыли её подачи на плантации, обрабатываемые местными фермерами, а в жилые и промышленные районы вода в этом году подаётся с перерывом на два дня в неделю. Эти ограничения планируется снять только к концу мая, когда муссоны принесут долгожданную влагу. TSMC до сих пор отмечала, что перебои с водоснабжением не оказали существенного влияния на производственную деятельность компании.

Власти Тайваня заверили производителей чипов, что запасов воды хватит до начала сезона дождей

Тайваньская полупроводниковая промышленность сейчас делает всё возможное, чтобы в сжатые сроки справиться с дефицитом компонентов для автомобильной отрасли, но на пути производителей возникла угроза нехватки водных ресурсов. Власти острова поспешили заверить производителей и их клиентов, что до начала сезона дождей запасов воды хватит всем.

Источник изображения: TSMC

Источник изображения: TSMC

Муссоны приносят на Тайвань обильные осадки в конце мая. Как отмечает Bloomberg, власти острова заявили, что запасов воды хватит для поддержания деятельности не только полупроводниковых гигантов типа TMSC, но и предприятий текстильной промышленности, а также местных ферм. Министр экономики Тайваня Ван Мэй-хуа (Wang Mei-hua) в понедельник заявила, что пока дефицит водных ресурсов, возникший из-за засушливого прошлого года, никак не повлиял на работу TSMC или других компаний. Впрочем, на острове сложилась худшая за последние 56 лет ситуация с водоснабжением.

Для предотвращения подобных проблем в будущем на Тайване к 2026 году будут возведены 11 станций по очистке воды для повторного использования, на эти нужды будет потрачено $600 млн. Примерно 70 % водопотребления Тайваня приходится на сельскохозяйственный сектор, промышленности достаётся около 20 %, а оставшиеся 10 % делят между собой жилые дома и предприятия торговли. Ради экономии водных ресурсов тайваньские фермеры были вынуждены воздержаться от посевных работ на некоторой части угодий. Ежегодно Тайвань потребляет от 16 до 17 млрд тонн воды. Даже по состоянию на конец мая, когда в регионе должны начаться обильные дожди, остров будет располагать примерно месячным запасом воды для потребления.

NASA обнаружило воду на видимой стороне Луны

Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) сообщило в понедельник об обнаружении следов воды на обращённой к Земле стороне Луны.

Открытие было сделано в ходе исследований с использованием стратосферной германо-американской обсерватории SOFIA, размещённой на борту модифицированного самолёта Boeing 747SP.

«Сегодня мы объявляем о важном открытии SOFIA, заключающемся в том, что ранее обнаруженный водород на освещённой солнцем поверхности находится в молекулах воды, — сказал на пресс-конференции Пол Герц (Paul Hertz), директор отдела астрофизики Управления научных миссий в штаб-квартире NASA. — Это открытие вызывает новые вопросы о том, как вода образуется на поверхности Луны и как она может сохраняться здесь в суровых условиях вакуума под лучами солнца».

По словам Герца, исследование SOFIA на длине волны 6 микрон подтвердило присутствие воды в кратере Клавиуса, одном из крупнейших кратеров, видимых с Земли, расположенном в южном полушарии Луны, путём «идентификации химического отпечатка, уникального для молекулы воды». Вода была обнаружена в концентрациях от 100 до 412 частей на миллион — около 12 унций жидкости (355 мл) на кубометр лунной поверхности, что примерно в 100 раз суше, чем в Сахаре.

Ранее учёные полагали, что вода может находиться только в кратерах на обратной стороне Луны. Ещё предстоит определить, будет ли найденная вода легко доступна для использования в качестве ресурса. В рамках программы NASA Artemis американское космическое агентство стремится узнать как можно больше о наличии воды на Луне, прежде чем отправить астронавтов на поверхность естественного спутника Земли в 2024 году и обеспечить устойчивое присутствие человека на нём к концу десятилетия.

Умный детектор протечек Xiaomi стоит менее $10

Китайская компания Xiaomi, один из крупнейших в мире поставщиков смартфонов, продолжает расширять экосистему устройств для современного умного дома. Очередной новинкой стал прибор Mi Leak Detector.

Reuters

Reuters

Небольшой гаджет предназначен для обнаружения протечек и затоплений. Детектор устанавливается, скажем, на полу и фиксирует появление воды. Информация об этом через компьютерную сеть отправляется на смартфон владельца, что позволяет в максимально сжатые сроки принять необходимые меры — отключить подачу воды или вызвать ремонтную бригаду.

Новинка подходит для домашнего и офисного использования. Детектор функционирует в круглосуточном режиме. Устройство заключено в компактный корпус в виде шайбы белого цвета.

Пока не раскрывается, на какой срок службы рассчитан источник питания. Зато называется цена новинки — приблизительно 9 долларов США. Продажи устройства Xiaomi Mi Leak Detector начнутся в ближайшее время.

Добавим, что в ассортименте Xiaomi присутствуют и другие продукты, призванные обеспечивать безопасность жилища. Это, в частности, различные камеры наблюдения и умные дверные замки

NASA раскрыло подробности об аппарате Lunar Flashlight для поиска льда на Луне

Космическое агентство NASA рассказало о космическом аппарате Lunar Flashlight, который в 2021 году займётся поисками льда на Луне. При помощи встроенного лазера он попытается обнаружить залежи льда в глубоких ударных кратерах, куда не проникает солнечный свет. Если ему удастся их найти, будущие колонисты земного спутника смогут растапливать их и получать пригодную для питья и использования в космическом оборудовании воду.

По данным IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, аппарат Lunar Flashlight представляет собой небольшой спутник в виде коробки (кубсат) с размерами 12×24×36 сантиметров и весом 14 килограмм. Он оснащён четырьмя лазерами, которые будут направляться на лунный грунт и искать поверхности с высокой отражающей способностью. Сам по себе лунный грунт не отражает свет, поэтому любые отражающие поверхности будут приниматься за застывшую воду.

По словам сотрудницы NASA Барбары Коэн, Солнце движется вокруг некоторых кратеров, но фактически никогда не светит в них. Поскольку эти кратеры холодные, в них могут храниться замороженные запасы воды, попавшие на спутник вместе с астероидами и другими космическими объектами. Эти ледники никогда не получают достаточно энергии, чтобы испариться, то есть они могут находиться в «холодной ловушке» и накапливаются там в течение миллиардов лет.

Конструкция кубсата Lunar Flashlight

Конструкция кубсата Lunar Flashlight

Отправка аппарата Lunar Flashlight на орбиту Луны произойдёт в апреле 2021 года, в рамках первого этапа программы «Артемида» по возвращению людей на земной спутник. Компактный спутник станет полезной нагрузкой испытанной в 2018 году сверхтяжёлой ракеты-носителя Space Launch System. Он выведет его на расстояние 36 тысяч километров от Земли, после чего сотрудники NASA проведут калибровку оборудования. Путь до Луны займёт полгода, после чего спутник выйдет на гало-орбиту над южным полюсом Луны.

Для питания кубсата будет использовано новое, безопасное топливо без ядовитых веществ и канцерогенов. К сожалению, представители агентства пока не спешат раскрывать его состав. Для связи с Землёй будет использоваться система связи Iris, которая ранее была задействована в рамках миссии Mars Cube One. Как только аппарат завершит свою работу, он самоуничтожится, врезавшись в поверхность Луны около южного полюса.

Найдя на Луне источники замороженной воды, NASA хочет снизить стоимость космических миссий. Во время постройки лунных баз агентству не придётся транспортировать воду с Земли. Колонисты смогут использовать воду, добытую из глубоких кратеров.

Китайские и американские учёные разработали сверхэффективный опреснитель воды

Многим это в диковинку, но с питьевой водой в мире становится всё хуже и хуже. Особенно от дефицита воды страдают районы, где много солнца и солёной воды, а электричества, так необходимого для работы опреснительных установок, недостаточно. Проблему могли бы решить пассивные опреснители воды, но для этого важно повысить их эффективность, чем вместе занялись учёные из США и Китая.

Совместная группа учёных из Массачусетского технологического института и Шанхайского университета Джао Тонг (Shanghai Jiao Tong University) разработала высокоэффективный пассивный опреснитель воды. Опытная установка, расположенная на крыше одного из каммпусов MIT, показала производительность 1,52 галлона в час с квадратного метра освещённой поверхности (примерно 5,7 л). Такие системы могут потенциально обслуживать автономные прибрежные районы, чтобы обеспечить эффективный и недорогой источник воды. Качество полученной воды, кстати, было выше, чем того требуют санитарные нормы.

По мнению исследователей, в перспективе разработка позволит создать небольшие опреснители воды стоимостью до $100 для суточного обслуживания питьевой водой семьи из четырёх человек. Также можно будет создавать свободно плавающие в море опреснители для обслуживания прибрежных поселений и городов. Установка, как сказано выше, не требует электричества, и даже закачка воды и вынос соли осуществляются пассивно за счёт разницы в плотности растворов.

Секрет предложенного опреснителя в том, что он многослойный. Учёные остановились на 10 слоях, которые представляют собой пакет из чередующихся испарительных камер. Ключевой особенностью установки стало то, что каждый следующий из слоёв использует тепло, которое вырабатывает предыдущий слой (камера). Это тепло, которое вырабатывается в процессе конденсации воды. В обычных испарителях (конденсаторах) тепло излучается в окружающее пространство. В новой установке оно передаётся следующему конденсатору и снова пускается в дело и так до 10 раз.

Многократная рециркуляция собранного солнечного тепла позволила добиться эффективности установки по опреснению воды до 385 %. Учёные считают, что дальнейшая оптимизация структуры конденсаторов и используемых материалов могли бы поднять эффективность опреснения до 700 % и даже до 800 %.

Кстати, о материалах. Опытная установка не использует чего-то необычного. За сбор солнечного тепла отвечает простой чёрный поглотитель, а солёную воду в камеры подают бумажные полотенца с помощью обычного капиллярного эффекта «фитиля». Оседающую в процессе испарения в «фитиле» соль будет вымывать в течение ночи и к утру система снова будет готова опреснять солёную воду.

Опытная установка пассивного опреснителя воды на крыше здания MIT

Опытная установка пассивного опреснителя воды на крыше здания MIT

Самым дорогим в установке является прозрачный аэрогель, изолирующий всю верхнюю поверхность от окружающей среды. Это одновременно и теплоизолятор и поставщик тепла внутрь опреснителя. Сделать этот слой дешевле можно с помощью материалов из кремнезёма, с чем учёные планируют разобраться в дальнейшем. Также исследователи обещают создать прототип установки, которая годилась бы для коммерческого использования.

В NASA создали карту залежей водяного льда на Марсе

Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) сообщает о том, что учёные создали карту распределения водяного льда на Марсе.

Наличие водяного льда вблизи поверхности Красной планеты будет являться одним из самых важных критериев при выборе места посадки будущей пилотируемой миссии. Космические корабли не смогут взять с собой много запасов, поэтому будущим марсианским колонизаторам придётся полагаться на местные ресурсы. В NASA называют такую концепцию освоения Марса «использованием ресурсов на месте» (in situ resource utilization).

Представленная карта сформирована на основе данных от орбитальных космических аппаратов Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) и Mars Odyssey. Утверждается, что в некоторых регионах в обозначенной области водяной лёд залегает буквально в дюйме (2,5 см) от поверхности.

Нажмите для увеличения

Нажмите для увеличения

«Вам не потребуется экскаватор, чтобы добраться до этого льда. Будет достаточно и лопаты», — говорят специалисты Лаборатории реактивного движения NASA (Jet Propulsion Laboratory, JPL).

В дальнейшем исследователи намерены получить новые данные о залежах водяного льда на Марсе. Так что с течением времени карта будет уточняться и дополняться. 

На спутнике Юпитера Европе обнаружен водяной пар

Национальное управление США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) объявило о важном открытии: над поверхностью одного из спутников Юпитера обнаружен водяной пар.

Речь идёт о Европе — шестой юпитерианской луне, наименьшей из четырёх галилеевых спутников. Это тело, согласно имеющимся данным, состоит в основном из силикатных пород, а в центре содержит железное ядро.

Учёные уже давно высказывали предположения, что под многокилометровой ледяной коркой Европы может скрываться огромный водный океан. Его объём, согласно ряду гипотез, может оказаться вдвое больше объёма мирового океана Земли.

Новые данные, свидетельствующие о наличии водяного пара на Европе, подтверждают теорию существования гигантского подповерхностного океана. Выводы сделаны на основе информации, полученной от телескопов Обсерватории Кека, которые расположены на пике горы Мауна-Кеа на острове Гавайи (США).

Исследователи говорят, что для существования жизни требуются три ключевые составляющие. Это необходимые химические элементы (углерод, водород, кислород, азот фосфор и сера) и источники энергии — они встречаются по всей Солнечной системы. В то же время третий компонент — вода в жидком виде — крайне сложно найти где-то за пределами Земли.

Поэтому предполагаемое наличие подповерхностного океана на Европе может создавать условия для поддержания микроскопической жизни. 

Ровер NASA VIPER займётся поиском водного льда на Луне

Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) рассказало о проекте VIPER по поиску водного льда на Луне.

VIPER, или Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, — это планетоход размером с гольфмобиль. Ожидается, что он будет доставлен на поверхность естественного спутника нашей планеты в декабре 2022 года.

Ровер займётся поиском залежей льда в области южного полюса Луны. Робот будет собирать данные как минимум 100 дней: за это время он преодолеет расстояние в несколько миль по лунной поверхности.

Учёные намерены собирать информацию на разных участках южного полюса Луны: затемнённых, частично освещённых и освещённых. На основе полученной информации будет сформирована карта распределения льда.

Во время движения робот будет использовать спектрометр NSS (Neutron Spectrometer System) для поиска «влажных» мест под поверхностью. Далее в дело вступит буровая установка TRIDENT (The Regolith and Ice Drill for Exploring New Terrain), которая позволит отбирать пробы с глубины до одного метра. Собранные образцы затем будут анализироваться при помощи бортовых приборов MSolo (Mass Spectrometer Observing Lunar Operations) и NIRVSS (Near InfraRed Volatiles Spectrometer System). Полученные данные позволят сделать вывод о наличии льда. 

Автоматическая станция OSIRIS-REx обнаружила следы воды на астероиде Бенну

Национальное управление США по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) сообщило о первых результатах, полученных с помощью автоматической станции OSIRIS-REx — Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security — Regolith Explorer, находящейся в непосредственной близости от астероида Бенну. 

Полученные от имеющихся на OSIRIS-REx двух спектрометров данные говорят о присутствии на астероиде молекул, которые содержат связанные вместе атомы кислорода и водорода, так называемые «гидроксилы» или следы воды.

Представлена новая карта распределения водяного льда на Луне

Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) сообщает о том, что на основе данных от отечественного прибора сформирована обновлённая карта распределения водяного льда в грунте южного полюса Луны.

Речь идёт об инструменте LEND (Lunar Exploration Neutron Detector), который установлен на борту космического аппарата LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter). Эта автоматическая станция была запущена к Луне ещё в 2009 году.

Российский прибор LEND — это коллимированный нейтронный детектор, предназначенный для поиска на естественном спутнике Земли водородсодержащих соединений и прежде всего водяного льда в верхнем слое грунта. Эти данные будут использованы при планировании будущих лунных миссий.

LEND успешно работает уже больше восьми лет. За это время были сделаны несколько важных открытий. Так, прибор позволил установить факт наличия воды в южных приполярных районах Луны.

Нажмите для увеличения

Нажмите для увеличения

Кроме того, исследования показали, что лёд на Луне может находиться не только в постоянно затенённом грунте на внутренних склонах околополярных кратеров. Некоторые районы, где водорода и воды в грунте достаточно много, освещается Солнцем в течение лунных суток.

Представленная карта распределения водяного льда значительно уточнена по сравнению с предыдущей версией, составленной в 2015 году. Она включает данные от прибора LEND за последние три года. Подробнее об исследовании можно узнать здесь

В MIT научились добывать питьевую воду из сухого воздуха

Доступ к питьевой воде в регионах, для которых характерен сухой климат и высокая средняя температура воздуха, может быть сопряжён с рядом трудностей. Удовлетворение потребности человечества в воде является одной из приоритетных задач для учёных всего мира, сконцентрировавших усилия для работы над проектами альтернативного способа получения H2O.

phys.org

phys.org

Исследователи из Массачусетского технологического института нашли довольно простое и действенное решение проблемы нехватки пригодной для употребления воды, сумев извлечь её даже из прогретого воздуха пустынной местности. Система стационарного базирования была протестирована в реальных условиях, для чего разработчики отправились в городок Темпе и установили на крыше Аризонского университета своё устройство. 

phys.org

phys.org

О существовании полевой установки, способной извлекать из сухого воздуха воду, стало известно в 2017 году, однако без реальных испытаний заявленные технические возможности системы воспринимались с солидной долей скепсиса. Тем не менее, аппарат сумел доказать эффективность, добыв за отведённые в рамках эксперимента сутки около 250 мл воды при загрузке 1 кг базового вещества. 

Извлечение воды из воздуха в современных реалиях не является чем-то сверхсложным: здесь ключевую роль играет показатель влажности, от которого напрямую зависит продуктивность системы. Устройство родом из Массачусетского технологического института рассчитано на добычу воды, прежде всего, из сухого воздуха, чего ранее достичь не удавалось. Благодаря инновационным компонентам — высокопористым координационным полимерам, именуемым металлоорганическими каркасами, — установка обеспечит водой даже в условиях пустыни при влажности всего 10 %. Микрочастицы металлоорганического каркаса сначала поглощают воду из воздуха, а затем под воздействием прямых солнечных лучей по принципу обычного дистилляционного опреснителя чистая вода конденсируется в специальной ёмкости. 

scitechdaily.com

scitechdaily.com

Испытания подтвердили, что  металлоорганические каркасы отлично справляются с поставленной задачей и при этом не оставляют после себя лишних примесей в воде. Когда именно прототип устройства обзаведётся коммерческим образцом и станет общедоступным средством для отдельных групп населения пока остаётся загадкой. Разработчикам, несмотря на достигнутые результаты, предстоит ещё долгая работа по улучшению параметров системы. 

Ford изучает идею использования дождевой воды в стеклоомывателе

Компания Ford продемонстрировала возможность сбора дождевой воды для наполнения автомобильного бачка стеклоомывателя. Не исключено, что в перспективе подобное решение будет использоваться на обычных автомобилях.

Идея использования дождевой воды для очистки лобового стекла пришла в голову подросткам из Германии. Во время поездки на автомобиле прошлым летом брат и сестра Дэниел и Лара Крон (Daniel and Lara Krohn) из немецкого Юлиха заметили, что их отец не может очистить разводы на лобовом стекле из-за отсутствия воды в бачке стеклоомывателя. При этом несколько минут назад машину буквально заливало дождём.

«Это был настоящий ливень. Вода была везде, кроме бачка стеклоомывателя. Сестра и я решили, что это очень смешно, а потом решение проблемы пришло само собой. Нужно просто использовать дождевую воду», — рассказал 11-летний Дэниел.

Идея получила первый приз на локальном научном конкурсе, а инженеры компании Ford помогли претворить её в жизнь. Рабочий прототип устройства установлен на автомобиль S-MAX. Сбор воды на тестовом минивэне обеспечили резиновые трубки, связавшие нижнюю часть лобового стекла с бачком для стеклоочистителя. Предусмотрена система фильтрации.

«Решение Дэниела и Лары находилось под носом у водителей на протяжении десятилетий — и понадобился один момент прозрения, чтобы найти и реализовать его. Достаточно всего пяти минут дождя, чтобы бачок стеклоомывателя наполнился полностью», — говорят в Ford.

По подсчётам Ford, каждый владелец легкового автомобиля в Европе использует в год около 20 литров воды для очистки лобового стекла. С учётом того, что на европейских дорогах в настоящее время находятся около 291 млн автомобилей, новая разработка теоретически позволит экономить до 6 млрд литров воды ежегодно только в этой части света. 

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥