С помощью 3D-печати создано устройство, которое может добывать питьевую воду буквально из воздуха.
3D-принтеры прошли долгий путь с тех пор, как использовались для создания хрупких пластиковых ламп и дешёвых игрушек. Более чем через 40 лет после создания первого 3D-печатного объекта современные машины способны производить биоразлагаемую кухонную утварь, искусственную кожу животных и даже целые дома из грунта.
Пара выпускников колледжа поставила перед собой ещё более амбициозную цель: печать воды из воздуха.
Выпускницы FH Мюнстерского университета прикладных наук Луиза Граупе и Жулика Шварц разработали прототип устройства с говорящим названием «Вода из воздуха» (Water from Air). Они утверждают, что устройство может производить до 1,6 галлона чистой питьевой воды в день, используя только воздух.
Устройство, изготовленное в основном из 3D-печатных материалов, извлекает влагу из атмосферы, улавливает молекулы воды, а затем конденсирует их в питьевую воду. Встроенные «металлоорганические каркасы» удаляют большинство загрязнителей воздуха, что потенциально исключает необходимость прохождения воды через дополнительный фильтр. Встроенный кран в нижней части устройства позволяет наливать собранную воду прямо в чашку для питья или другой контейнер для хранения.
Хотя устройство всё ещё находится в стадии разработки, инженеры считают, что оно может стать более компактным и практичным решением для отдельных домохозяйств, испытывающих нехватку воды.
В своём описании на сайте по дизайну Behance они называют «Воду из воздуха» мобильным устройством для производства и хранения воды, которое можно гибко использовать в частных домах независимо от географических и социальных условий.
Как работает устройство
В текущей версии устройство состоит из нескольких секций, которые можно складывать друг на друга. Верхняя часть, напоминающая френч-пресс, открывается для извлечения молекул воды из воздуха. Примерно через час люк закрывается, и устройство начинает нагреваться, запуская процесс конденсации.
Согласно инженерам, встроенные материалы удаляют большинство, если не все, вредные загрязнители воздуха. Конденсированная вода затем стекает в основание внизу.
Один полный цикл занимает примерно два часа и даёт 17 жидких унций (примерно эквивалент пластиковой бутылки воды среднего размера). Если оставить устройство работать непрерывно в течение полного дня, оно может произвести около 1,6 галлона питьевой воды, чего, по словам инженеров, достаточно для содержания семьи из четырёх человек, если каждый потребляет 1,5 литра воды в день.
Стоит отметить, что устройство, как бы оно ни звучало заманчиво, ещё не готово к широкому использованию. В ответ на комментарии на Behance Шварц уточнила, что используемые в устройстве материалы всё ещё исследуются и процесс патентования продолжается. Инженеры не назвали цену.
«Наша цель состояла в том, чтобы проиллюстрировать потенциал этого нового материала с помощью удобного для пользователя и самодостаточного дизайна продукта — того, что ранее существовало только в сложных лабораторных установках», — пишет Шварц.
Портативное решение проблемы нехватки воды в мире
Инженеры говорят, что они решили заняться этим проектом после того, как узнали о растущей проблеме нехватки воды в мире. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, примерно 2,2 миллиона человек живут в домах без основных водопроводных систем или проточной воды.
Недавняя статья исследователей из Университета штата Аризона показывает, что до 12 процентов жителей США могут испытывать нехватку воды. Эти последствия непропорционально ощущаются сообществами латиноамериканцев, чернокожих и коренных народов по всей стране.
Это примечательно, но проблема становится более очевидной, если взглянуть на глобальный масштаб. По оценкам Всемирного экономического форума, около 72 процентов людей в мире испытывают ту или иную форму нехватки воды. Около 8 процентов населения планеты сталкиваются с «критической нехваткой воды».
Текущие подходы к решению проблемы нехватки воды часто основаны на крупных, дорогостоящих и технически сложных системах преобразования воды. Инженеры отмечают, что эти системы не всегда соответствуют различным индивидуальным потребностям домохозяйств.
Теоретически домохозяйство может использовать устройство «Вода из воздуха» в течение дня для сбора необходимого количества воды. Элемент 3D-печати также даёт ещё одно преимущество: поскольку файлы проектов хранятся в цифровом виде, сообщества по всему миру могут печатать свои собственные устройства на местном уровне, устраняя необходимость в централизованной системе распределения.
«Основная идея получения воды из воздуха имеет большой потенциал в будущем, поскольку потребность в источниках чистой воды возрастает», — пишут Граупе и Шварц на Behance. «Это также возможно в более крупных сценариях… для снабжения водой целых сообществ».