Puhta joogiveega varustamist on paljudes piirkondades alati peetud inimese põhiõiguseks, kuid paljudes maailma paikades on olukord väga erinev. Kolmas maailm on võidelnud puhta joogivee nimel. Uus laseripõhine alumiiniumist kanalisatsioonisüsteem võib aidata arengumaadel pakkuda puhast vett ja päästa elusid.
New Yorgis Rochesteri ülikooli optikainstituudi Subhash Singhi juhitud uurimisrühm usub, et päikesepõhine vee kanalisatsioon võib olla võti kiiresti kasvava maailma elanikkonna säästva puhta vee pakkumiseks. Uuringu tulemused avaldati ajakirjas Nature Sustainability.
Maailma Terviseorganisatsioon on ultraviolettkiirguse loetletud läbipaistva pudelite päikese- ja läbipaistmatute anumate steriliseerimiseks kui meetoditele vee puhastamiseks teatud aja jooksul. Turul on ka palju süsteeme, mis kasutavad päikesepaistet vee puhastamiseks. Kuid neil süsteemidel on ilmseid vigu: mastaapsuse probleemid. Süsteem, mis suudab desinfitseerida väikest inimrühma või perekonda, ei pruugi kogu linna või küla desinfitseerimisel eriti kasulik olla. Koos vee desinfitseerimissüsteemi seotud kuludega ei saa üks inimene üheksast (umbes 785 miljonit inimest) puhast vett. Nende seas sureb puhta vee puudumise tõttu igal aastal miljon inimest.
Uurimisrühm avastas praeguse veetorustussüsteemiga mitmeid probleeme, eriti päikesepõhise liidese aurustumise probleemi. Need hõlmavad, kuid ei piirdu sellega: võimetust kontrollida liidese aurusti päikese jälgimise piiri, mis tähendab, et kui päikese nurk muutub, väheneb optiline kontsentratsioon, mille tagajärjel väheneb desinfitseerimisvõime. Teine probleem on blokeeriv efekt, mis vähendab oluliselt seadmete efektiivsust.
Kuna praeguses päikese steriliseerimise süsteemis kasutatakse&"alt üles GG"; küttesüsteem, kaob suurem osa tekkivast energiast vee ja õhu aurustumisel. Mõni süsteem lahendab selle tõhususprobleemi, tuues õhu / vee liidesesse sisse päikese soojusenergia genereerimise süsteemi. Kuna see pind ujub veepinnal, ei saa seda täpselt asetada langeva valguse vastu ja ummistumisprobleemi süvendab kokkupuude südamiku veega.
Lisaks on väga oluline probleem: praegused päikesepuhastid suudavad likvideerida ainult bioloogilise reostuse. Samuti on suur hulk muid töötlemata saasteaineid, eriti raskmetalle.
Meeskond soovitas vee puhastamiseks päikeseenergia abil kasutada superveeimavuse ja ülikiire neeldumisega pinda. See super veeimavuse ja ülikiire neeldumisega pind koosneb alumiiniumist, mida on lihtne saada ja mille hind on madal.
Kuid traditsioonilisel töötlemata alumiiniumil pole vee imendumiseks vajalikke poorset omadust. Lisaks on selle pind peegeldav, nii et see ei ima valgust. Selle probleemi lahendamiseks laserdas uurimisrühm alumiiniumi femtosekundiliste laserimpulssidega. Selle laserravi abil loodud poorsel pinnal laseb vesi raskusjõu mõjul töötada ühtlase kiirusega umbes 2 millimeetrit sekundis. See tähendab, et vett saab desinfitseerimiseks transportida päikese neeldumispinnale.
Seetõttu saab selle poorse pinna paigaldada ujuvplatvormile mis tahes nurga all, et suurendada päikesekiirguse esinemist. See tähendab ka seda, et see paneel on ühendatud päikesejälgimissüsteemiga, et jälgida päikese&# 39 trajektoori ja hoida desinfitseerimistase parimas korras.
Teadlased keskendusid ka selle poorse pinna kujule ja sellele, kuidas see vee kaudu soojust hajutab. Nad leidsid, et U-kujuline pind võib minimeerida kontakti veepinnaga, muutes selle praegu kõige energiatõhusamaks mudeliks. Siiani ületab meeskonna registreeritud aurustumiskiirus ideaalse varustuse 100% efektiivses töörežiimis.
Uurimisrühm ei katsetanud mitte ainult bioloogiliselt saastunud vett, vaid ka teiste saasteainetega, nagu metallid, olme- ja põllumajandusjäätmed, saastunud vett. Nende uuringud näitasid, et vee tihedus langes 4–5 suurusjärku. Vastake WHO ohutu joogivee standardile.