это вода

Химики научились эффективно добывать воду из воздуха без затрат электричества

Международная команда химиков разработала композитный материал с использованием органических кристаллов, способный собирать воду из водяных паров без электричества. Он выглядит как тонкие нити.

Схема расположения кристаллов Януса в эксперименте, фронтальный и боковой виды на группы кристаллов на разных этапах формирования капель воды

Опреснение, оно же удаление солей, остается одним из основных методов получения питьевой и применимой в промышленности воды. Этот процесс требует значительных затрат энергии, даже если мы говорим о простой конденсации обессоленной воды из пара.

Команда химиков под руководством профессора Панце Наумова (Pance Naumov) предложила альтернативный подход и разработала для его реализации «умные» кристаллы. Ученые назвали разработку «кристаллами Януса» (Janus crystals), по имени Януса, древнеримского двуликого бога.

Ученых вдохновили растения и животные засушливых регионов, которые научились там выживать. Некоторые пустынные насекомые и ящерицы в процессе эволюции развили особую поверхностную структуру, сочетающую гидрофильные и гидрофобные зоны. Гидрофильные участки притягивают воду, там она собирается в капли. Затем эти капли перемещаются через гидрофобные — отталкивающие воду — зоны. Это позволяет животным собирать влагу из воздуха даже там, где за год выпадает меньше сантиметра осадков.

Широкий кристалл Януса собирают воду из пара

Исследователи также использовали в дизайне композитных кристаллов гидрофильные и гидрофобные соединения. Конденсация воздушной влаги или тумана на кристаллах Януса происходит без дополнительных усилий и приложения электричества при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении. Ученые считают, что их разработка станет источником чистой пресной воды в регионах, где опреснение очень затратно и электричество поставляется с перебоями.

Ученые выбрали три органических соединения и вырастили из них гибкие кристаллы. В ходе экспериментов они изучили взаимодействие выбранных материалов и их сочетаний с водяными парами и оптимизировали форму и состав системы.

Разные типы кристаллов Януса собирают воду из пара

Кристаллы Януса обладают рекордной эффективностью сбора воды из влажного воздуха — 16 граммов с квадратного сантиметра материала за час. Они узкие и прозрачные для видимого света, поэтому исследователи могут легко наблюдать за конденсацией и перемещением капель тумана.

В отличие от предыдущих поколений органических кристаллов с теми же применениями, кристаллы Януса совмещают функции сбора и транспортировки воды на своей поверхности. Это делает процесс извлечения влаги эффективным при нормальных условиях.

«В атмосфере Земли содержится огромное количество неиспользованной пресной воды, однако нам крайне необходимы материалы, которые могли бы эффективно захватывать эту влагу, конденсировать ее и превращать в питьевую воду. Мы создали такие кристаллы и можем дополнительно использовать их механическую гибкость и оптическую прозрачность для создания активных, саморегулирующихся и высокоэффективных систем для сбора воды. В перспективе такие системы, применяемые в крупном масштабе, помогут бороться с нехваткой воды на уровне всего общества», — объяснил Панце Наумов.

Статья спизжена отсюда

На Марсе впервые нашли огромные запасы жидкой воды

Под поверхностью Марса находятся огромные объемы жидкой воды, теоретически способной поддерживать жизнь. К такому выводу пришли ученые НАСА, проанализировав данные, собранные американским зондом Mars Insight Lander. Результаты своих исследований они опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Зонд Mars Insight Lander совершил посадку на поверхность Марса в 2018 году и работал до конца 2022 года. Все это время он находился на одном месте и собирал сейсмические данные, регистрируя сотрясения марсовой коры.

Аппарат измерял скорость движения сейсмических волн, а ученые на основании этих данных делали выводы о том, через какую среду они проходят. «Это на самом деле тот же способ, который применяется и на Земле для поиска подземных залежей воды, или же нефти, или газа», — объяснил Би-би-си участвовавший в проекте профессор Калифорнийского университета Майкл Манга. В результате ученые пришли к выводу, что на глубине от 10 до 20 километров под поверхностью Марса находятся большие объемы жидкой воды.

Профессор Манга напомнил, что воду в виде льда на полюсах и водяного пара в остатках атмосферы ученые находили на Марсе и раньше. Изучение поверхности красной планеты позволило обнаружить следы рек и озер, что говорит о том, что когда-то жидкая вода была и на поверхности Марса.

Однако последние три миллиарда лет поверхность четвертой планеты от Солнца представляет собой сплошную пустыню. Тем не менее теперь ученые убеждены, что вода осталась под поверхностью Марса.

Они говорят, что ее объемов достаточно, чтобы покрыть всю поверхность Марса слоем воды толщиной более полутора километров. Обнаружение жидкой воды также вновь делает актуальным вопрос о существовании на Марсе жизни. «Без жидкой воды нет жизни. Так что, если на Марсе и есть потенциально обитаемые места, то они могут быть глубоко под поверхностью», — отметил профессор Манга.

При этом он оговорился, что добраться до обнаруженных запасов воды будущим колонизаторам Марса будет очень непросто. «Она запрятана в коре на глубине 10-20 километров. Бурить скважину глубиной 10 километров на Марсе — это даже для [Илона] Маска будет сложновато», — сказал он, имея в виду основателя компании SpaceX и его амбициозные планы по колонизации красной планеты.

Terminalia

Некоторые виды деревьев рода Terminalia обладают способностью хранить воду в своих стеблях в засушливый сезон.

Как правильно преподавать химию, чтобы успеваемость выросла.