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研究人员使用设备模仿红树林的净水能力

作者: 宏瑞 更新时间: 2020年02月25日 12:35:11 游览量: 186

简述:

通过将环境中的咸水有效地转化为淡水,红树林树在其亚热带栖息地中得以生存,这是长期困扰科学家的一项工程壮

通过将环境中的咸水有效地转化为淡水,红树林树在其亚热带栖息地中得以生存,这是长期困扰科学家的一项工程壮举。

研究人员使用设备模仿红树林的净水能力

现在,耶鲁大学工程学教授Menachem Elimelech的实验室中的一组研究人员开发了一种模仿红树林的净水设备。他的研究小组说,除了可以更好地了解植物的管道系统外,它还可以带来新的海水淡化技术。结果显示在2月21日的《科学进展》上。

合著者杰伊·韦伯(Jay Werber)说:“我们正在展示有关红树林如何工作的机制。”“我们不是生物学家,但我们是从工程学角度出发的。”

Elimelech是耶鲁大学化学与环境工程专业的Roberto C. Goizueta教授。

该设备被研究人员称为人造红树林,它结合了红树林根部的脱盐作用,叶片的毛细抽吸作用以及茎的导水能力。其成功的关键在于其产生高水平负压的能力,类似于您通过吸管喝水时产生的负压。在人造红树林中,专门设计的膜(称为“叶子”)的蒸发产生了很大的负压,该负压促使咸水通过半透膜“根”脱盐。

树木需要负压(当水分通过树叶蒸发时产生),以吸收足够的水。研究人员说,在佛罗里达州发现的红树林特别丰富,在印度尼西亚,巴西和马来西亚等国家,它们表现出令人印象深刻的双重效果:研究人员需要比典型的树产生更大的负压来喝掉咸水。他们的环境。另外,他们通过反渗透过程将其根部海水淡化。

研究人员指出,特别令人印象深刻的是树木将水管系统(称为木质部)内的气泡形成最小化的方式。水在高负压下易于形成气泡,这会破坏植物木质部中的水流。

博士后研究员合著者王云坤说,研究人员的装置通过最小化气穴的形成来管理类似的壮举,这部分是由于位于装置中间的多孔二氧化硅结构称为玻璃料。

韦伯说,除了解决一些长期以来关于树木水力问题的谜团之外,研究人员的工作还可能导致创建用于分离溶液的小型设备。他说:“通常,您有一台昂贵的泵,会产生很高的压力来分离这些东西。”“使用红树林设备,您可以使用蒸发来完全被动地驱动它。”

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