Ефект кавового кільця

Дослідники з Рочестерського університету (штат Нью-Йорк) розробили нову систему опріснення морської води, яка працює без хімічних добавок, споживає менше енергії та не залишає після себе токсичний соляний розчин, який зазвичай шкодить морським екосистемам.

Система використовує спеціальні сонячні панелі з чорного металу, поверхню яких обробили фемтосекундними лазерами. Така структура робить матеріал здатним активно поглинати світло та притягувати воду. Під час роботи тонкий шар морської води проходить по активній поверхні панелі, де майже вся сонячна енергія перетворюється на тепло для випаровування води. У результаті утворюється чиста прісна вода, а солі та мінерали переміщуються до окремих пасивних зон конструкції.

Головною перевагою технології стало вирішення проблеми засмічення, що заважає більшості сучасних систем сонячного опріснення. У звичайних установках солі та мінерали з морської води накопичуються на поверхні й поступово блокують роботу системи.

Команда Чуньлея Ґо, керівника проєкту, використала «ефект кавового кільця». Це фізичне явище, за якого після висихання рідини частинки концентруються по краях плями. Завдяки спеціальним мікроканавкам на поверхні панелі солі автоматично переміщуються до пасивних ділянок, не заважаючи процесу опріснення.

Технологію тестували на зразках води з Тихого, Атлантичного й Індійського океанів. Система успішно працювала в режимі самоочищення та зберігала ефективність навіть за тривалого використання. Ще однією важливою особливістю стала можливість майже повністю вилучати солі у твердому вигляді замість утворення токсичного розсолу. Це відкриває перспективи не лише для виробництва питної води, а й для видобутку корисних мінералів. Зокрема, в окремому дослідженні вчені продемонстрували, що систему можна використовувати для вилучення літію з солоної води.

Наразі технологія існує у форматі невеликих прототипів, однак її вже можна масштабувати для промислового використання. У перспективі система може допомогти вирішити проблему нестачі питної води та створити більш екологічний спосіб видобутку стратегічно важливих матеріалів для акумуляторів і електромобілів.