Penyelidik di Ohio State University telah melancarkan penuai air revolusioner yang menggunakan separuh tenaga peranti tradisional, menawarkan penyelesaian yang menjanjikan kepada kekurangan air global. Prototaip baharu, yang menggunakan penyejukan elastocaloric, boleh dimuatkan dalam beg galas dan menarik kelembapan dari udara dengan lebih cekap berbanding sebelum ini.
Dalam dunia di mana lebih daripada 2 bilion orang kekurangan akses kepada air minuman bersih, saintis di Ohio State University telah membangunkan prototaip penuai air terobosan yang menjanjikan untuk menjadi lebih mudah dan lebih cekap daripada sistem tradisional.
Peranti inovatif itu, dibuat dengan bahan titanium nikel sensitif suhu, boleh mengekstrak lebih banyak air dari udara dalam hanya 30 minit sambil menggunakan hanya kira-kira separuh tenaga sistem penyahlembapan sedia ada.
"Anda boleh bertahan tiga minit tanpa udara, tiga minggu tanpa makanan, tetapi hanya tiga hari tanpa air," kata penulis utama John LaRocco, seorang saintis penyelidikan dalam psikiatri di The Ohio State University College of Medicine, dalam sebuah Siaran akhbar. "Tetapi dengan itu, anda boleh mula menyelesaikan banyak masalah, seperti keselamatan negara, kesihatan mental atau sanitasi, hanya dengan meningkatkan kebolehcapaian air minuman bersih."
Kebanyakan teknologi penuaian air semasa adalah besar, intensif tenaga dan lembap. Pasukan LaRocco, bagaimanapun, telah mereka bentuk peranti mudah alih yang memanfaatkan penyejukan elastokalorik, yang mengurangkan penggunaan tenaga, saiz dan kerumitan, menjadikan unit cukup padat untuk dimuatkan di dalam beg galas.
Para penyelidik menjalankan ujian perbandingan antara prototaip mereka dan penyahlembap konvensional menggunakan roda pengering - silinder berputar yang dipenuhi dengan bahan hidrofilik yang memerangkap dan menghilangkan kelembapan dari udara sekeliling. Sepanjang sesi selama 30 minit setiap satu, pasukan menilai penggunaan tenaga, penjanaan haba dan kecekapan penuaian air.
Dapatan kajian, diterbitkan dalam jurnal Technologies, menyerlahkan peningkatan kecekapan tenaga yang ketara dan keadaan prestasi yang berbeza di mana prototaip mereka cemerlang. Tahap kelembapan kawasan tempat peranti digunakan boleh mempengaruhi keupayaan pengumpulan airnya dengan ketara.
"Berbanding dengan sistem roda pengering tradisional, sistem kami mempunyai keupayaan untuk menskala lebih dinamik untuk memenuhi keperluan persekitaran," kata pengarang bersama John Simonis, pelajar sarjana dalam bidang kejuruteraan elektrik dan komputer, dalam siaran berita. "Oleh kerana peranti kami lebih modular, terdapat banyak ruang untuk menyesuaikan diri."
Kawasan berpotensi seperti Filipina, Indonesia, Haiti dan juga Ohio boleh mendapat manfaat daripada penuai air ini kerana tahap kelembapannya yang kondusif. Air yang diperoleh daripada peranti inovatif ini boleh diminum serta-merta; namun, kerana ia menggabungkan bahan bercetak 3D yang boleh merosot dari semasa ke semasa, air mesti ditapis untuk menghapuskan mikroplastik.
Menurut perangkaan Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu, hanya kira-kira 0.5% daripada air Bumi adalah air tawar yang sesuai untuk kegunaan manusia. Faktor seperti perang, pencemaran dan perubahan iklim memburukkan lagi krisis air global.
"Oleh kerana bencana alam dan kecemasan antarabangsa akan terus memburukkan lagi isu-isu ini, adalah penting untuk mencari jalan untuk menuai air secara kreatif untuk menyokong populasi terpinggir," tambah pengarang bersama Qudsia Tahmina, profesor madya dalam bidang kejuruteraan elektrik dan komputer.
Memastikan konsistensi peranti yang menuai air dari udara nipis boleh membantu menjadikan proses itu lebih menjimatkan dan lebih boleh dilaksanakan, nota kajian.
“Kami berharap air bersih untuk seluruh dunia bukan sekadar impian paip,” tambah LaRocco.
Menggunakan model pasukan, orang ramai boleh bereksperimen dengan mencipta penyahlembapan mereka sendiri. Walaupun pada masa ini bertujuan untuk kegunaan individu, prototaip boleh diskalakan untuk keperluan yang lebih besar.
"Adalah mungkin untuk membangunkan versi prototaip kami yang sangat besar," tambah Simonis. "Ia boleh mengekstrak sebanyak air dalam masa yang terhad dan mendapat kecekapan tenaga yang sama seperti seseorang yang mungkin mempunyai peranti yang lebih kecil yang menjalankannya secara berterusan."
Pasukan itu optimis tentang potensi ciptaan mereka untuk menyumbang secara besar-besaran untuk mengurangkan kekurangan air global.