霧豎琴即使在最輕的霧中也能收集水分

當(dāng)你穿過(guò)一種新的方法，用光霧收集水分時(shí)，你會(huì)得到什么？ 答案：水比你預(yù)期的多得多..

霧琴的發(fā)展，弗吉尼亞理工大學(xué)跨學(xué)科的工程與仿生設(shè)計(jì)配對(duì)，首次報(bào)告在2018年。 霧琴發(fā)展背后的希望很簡(jiǎn)單：在世界上水稀少但有霧的地區(qū)，從霧中抽出可用的水可以成為一種可持續(xù)的選擇。 雖然霧網(wǎng)已經(jīng)在使用，但霧琴的卓越效率可以大大增加全世界捕霧可行的地區(qū)的數(shù)量。 不同之處在于，霧琴的神奇能力，從比它的前輩更少的濃霧中獲得水。

合作方法是新設(shè)計(jì)與現(xiàn)有科學(xué)的結(jié)合。 這項(xiàng)科學(xué)是由工程學(xué)院機(jī)械工程系的助理教授喬納森·博雷科發(fā)起的。 他的小組假設(shè)豎琴方法，并描述了豎琴原型的表現(xiàn)。 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)由建筑和城市研究學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系的布魯克·肯尼迪副教授領(lǐng)導(dǎo)。 肯尼迪的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和材料知識(shí)使該項(xiàng)目達(dá)到了在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中可以進(jìn)行原型和測(cè)試的地步。 早期資金來(lái)自創(chuàng)意、藝術(shù)和技術(shù)研究所。

肯尼迪說(shuō)：“全世界有數(shù)十億人面臨缺水問(wèn)題。 “我們覺(jué)得霧琴是一個(gè)很好的例子，一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單，低技術(shù)的發(fā)明，利用自然的洞察力，以幫助社區(qū)滿足他們最基本的需求?！?/p>

“豎琴”設(shè)計(jì)使用平行的電線從霧中收集周?chē)乃蚰壳笆褂玫募夹g(shù)主要依靠絲網(wǎng)。 實(shí)驗(yàn)室證明的新裝置的理論是，平行電線更有效地收集水，避免堵塞和加強(qiáng)排水到收集器。 研究人員的小規(guī)模早期測(cè)試表明，在高霧條件下，他們的豎琴比有網(wǎng)格的豎琴到一倍。

測(cè)試然后真的移動(dòng)到現(xiàn)場(chǎng)。 在弗吉尼亞理工大學(xué)肯特蘭農(nóng)場(chǎng)的開(kāi)闊地，當(dāng)時(shí)的本科生布蘭登哈特建造了屋頂結(jié)構(gòu)，以防止降雨影響調(diào)查結(jié)果。 在這些覆蓋下，霧琴與三種不同的網(wǎng)式收割機(jī)并排放置：一種是線直徑相當(dāng)于豎琴，一種是線尺寸更適合收割，另一種是使用Raschel網(wǎng)格-一種由水平支架之間v形陣列中的平板絲帶制成的網(wǎng)格。 這種v形網(wǎng)格目前是世界各地最受歡迎的捕霧地點(diǎn)。

雖然實(shí)驗(yàn)室使用了大霧條件，但弗吉尼亞理工大學(xué)周?chē)膶?shí)際霧條件通常要輕得多。 隨著現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的開(kāi)始，Boreyko和Kennedy懷疑可用的霧會(huì)提供他們進(jìn)行適當(dāng)測(cè)試所需的反饋。 他們驚喜萬(wàn)分。

當(dāng)霧開(kāi)始在新河谷的山丘上翻滾時(shí)，霧琴總是顯示出結(jié)果。 在薄霧中，網(wǎng)孔收集器的收集管完全沒(méi)有滴水。 即使霧密度增加，豎琴仍然表現(xiàn)得超過(guò)他們的同伴。 這取決于霧的密度，從輸出的兩倍到幾乎20倍不等。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，研究人員確定收集潛力是多種因素的結(jié)果。 其中最大的是網(wǎng)格和豎琴之間可收集水滴的大小。 在這兩種情況下，當(dāng)空氣通過(guò)時(shí)，水必須被捕獲在網(wǎng)格或豎琴上，通過(guò)重力向下進(jìn)入收集點(diǎn)。 霧琴只使用垂直線，為移動(dòng)滴創(chuàng)造了一條暢通的路徑。 相比之下，網(wǎng)格收集器既有水平結(jié)構(gòu)，也有垂直結(jié)構(gòu)，水滴必須明顯更大才能穿過(guò)水平碎片。 在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，網(wǎng)格收集器通常要求液滴在下降前達(dá)到比豎琴大100倍的大小。 從不滴下來(lái)的水只會(huì)蒸發(fā)，不能被收集。

“我們已經(jīng)知道，在濃霧中，我們至少能得到兩倍的水，”博雷科說(shuō)。 “但是，在我們的實(shí)地試驗(yàn)中認(rèn)識(shí)到，在中等的霧中，我們平均能得到多達(dá)20倍的水，這使我們有希望，我們能夠大大擴(kuò)大收集霧是分散淡水的可行工具的區(qū)域的廣度。”