Inspiré du livre du lycée, les scientifiques créent un purificateur d'eau en forme de rose qui ne coûte que 2 cents à fabriquer

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Les roses peuvent être l'inspiration de l'amour et de la romance, mais elles sont aussi maintenant l'inspiration d'un gadget qui pourrait fournir de l'eau potable à des personnes du monde entier.

Des chercheurs de l’université du Texas à Austin ont mis au point un nouveau dispositif de collecte et de purification de l’eau inspiré d’une rose - et c’est une amélioration spectaculaire par rapport aux méthodes actuelles.


Dans le département de génie mécanique de Walker School of Engineering de Cockrell, l'équipe a développé une nouvelle approche qui utilise l'énergie de la lumière du soleil pour séparer le sel et les autres impuretés de l'eau par évaporation.

Dans un article publié dans le dernier numéro de la revue Matériaux avancés , les auteurs décrivent comment une rose en origami a inspiré le développement d'un nouveau type de système de cuisson à la vapeur solaire fabriqué à partir de feuilles de papier noir en couches façonnées en pétales. Attaché à un tube en forme de tige qui recueille l'eau non traitée de n'importe quelle source d'eau, la forme de rose 3D facilite la collecte et la rétention de liquide par la structure.

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Les technologies actuelles de vapeur solaire sont généralement coûteuses, encombrantes et produisent des résultats limités. La méthode de l’équipe, par contre, utilise des matériaux peu coûteux, portables et légers, de sorte que chaque structure en forme de fleur coûte moins de 2 cents et peut produire plus d’un demi-gallon d’eau par heure et par mètre carré.


Sa ressemblance avec une fleur n'est pas un hasard.

Photo de la Cockrell School of Engineering / Université du Texas à Austin

La professeure agrégée Donglei Emma Fan et son équipe cherchaient des moyens plus efficaces d'utiliser la vapeur solaire pour la production d'eau en utilisant du papier filtré noir enduit d'un type spécial de polymère, appelé polypyrrole, qui est particulièrement efficace pour convertir la lumière solaire en chaleur thermique. .


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Ils ont expérimenté un certain nombre de façons différentes de façonner le papier pour voir ce qui était le mieux pour atteindre des niveaux de rétention d'eau optimaux. Placer le papier à plat sur le sol au soleil n'était pas assez efficace. Après avoir joué avec quelques autres formes, Fan s'est inspirée d'un livre qu'elle a lu au lycée. «La tulipe noire» d'Alexandre Dumas lui a donné l'idée d'essayer d'utiliser une forme en forme de fleur - et elle a découvert que la rose s'est avérée particulièrement idéale. Sa structure permettait à plus de lumière directe du soleil de frapper le matériau photothermique - avec plus de réflexions internes - que les autres formes florales et offrait également une plus grande surface pour que la vapeur d'eau se dissipe du matériau.

L'appareil collecte l'eau à travers son tube en forme de tige et l'alimente vers la structure en forme de fleur sur le dessus. Le polypyrrole enrobant la fleur transforme l'eau en vapeur. Les impuretés se séparent naturellement de l'eau lorsqu'elles sont condensées de cette manière.

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«Nous avons conçu le système unique de purification-collecte solaire-vapeur pour inclure un point de connexion pour une pompe basse pression pour aider à condenser l'eau plus efficacement», a déclaré Weigu Li, Ph.D. candidat au laboratoire de Fan et auteur principal de l'article. «Une fois condensé, le bocal en verre est conçu pour être compact, solide et sûr pour stocker de l'eau propre.»

L'appareil élimine toute contamination des métaux lourds et des bactéries, et il élimine le sel de l'eau de mer, produisant une eau propre qui répond aux exigences des normes de consommation fixées par l'Organisation mondiale de la santé.

«Notre conception rationnelle et la fabrication à faible coût de matériaux photothermiques en origami 3D représentent un système de collecte solaire à vapeur basse pression portable premier de son genre», a déclaré Li. «Cela pourrait inspirer de nouveaux paradigmes de technologies solaires à vapeur dans la production d'eau propre pour les particuliers et les maisons.»

Réimprimé à partir du Université du Texas à Austin

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