最近美國科學(xué)家以玫瑰為靈感，研制出結(jié)構(gòu)恍若層層花瓣的輕便型低壓太陽能蒸氣系統(tǒng)，不僅能有效過濾水中雜質(zhì)，每平方公尺每秒產(chǎn)生約 1.5 公升的淡水，花瓣結(jié)構(gòu)成本更低于 0.2 美分，有望為人們與住家?guī)淼统杀?、高效率的綠色凈水設(shè)備。

圖片來源：德州大學(xué)奧斯汀分校

淡水資源匱乏和污水處理設(shè)備昂貴是目前人們面對的挑戰(zhàn)之一，開發(fā)出滿足便宜、環(huán)保條件的凈水設(shè)備相當(dāng)重要，其中太陽能蒸餾是種備受看好的免插電多功能設(shè)備，人們可透過光熱材料來煮沸水，當(dāng)水蒸發(fā)為水蒸氣，順利分離鹽分、細(xì)菌、污垢后，人們就能收集冷凝水來飲用，或是用水蒸氣來進行消毒與殺菌，相當(dāng)適合陽光充足的偏遠地區(qū)。

目前不少科學(xué)家都有涉獵太陽能蒸氣產(chǎn)生器研究，也有團隊打造出特殊形狀的設(shè)備，像是先前沙特阿拉伯阿布都拉國王科技大學(xué)就開發(fā)出「三浦折疊」，以及杯子形狀的蒸餾設(shè)備，前者的設(shè)計能提高吸熱層表面積，后者則是可誘導(dǎo)雜質(zhì)在杯子邊緣結(jié)成結(jié)晶，避免被結(jié)晶堵住。

而這次美國德州大學(xué)奧斯汀分校最近帶來的設(shè)計也含有折紙元素，團隊透過有機聚合物聚吡咯薄膜（PPy），「折」出玫瑰形狀的太陽能蒸氣設(shè)備。

聚吡咯除了是常見的黑色導(dǎo)電的聚合物，也是著名的光熱材料，能有效將陽光轉(zhuǎn)換熱能，適合應(yīng)用在太陽能蒸氣設(shè)備中，不過話雖如此，不同結(jié)構(gòu)、形狀會有不同的效率，團隊也是花了一番功夫才找出心目中最佳的設(shè)備。

嘗試各種形狀與結(jié)構(gòu)后，帶領(lǐng)團隊的助理教授 Donglei (Emma) Fan 心靈福至，認(rèn)為花朵的形狀或許是最理想的，而類似玫瑰的結(jié)構(gòu)更能讓陽光在內(nèi)部不斷反射，擴大吸熱的表面積，最終產(chǎn)生更多水蒸氣。

因此團隊打造出外型有如「瓶中黑玫瑰」的太陽能蒸氣設(shè)備，在設(shè)備中，水首先從上方的管線流下，玫瑰形狀的黑色聚吡咯材料會將水蒸發(fā)成蒸氣，順利將鹽分、細(xì)菌、污垢、重金屬等雜質(zhì)分離，除此之外，新設(shè)備每平方公尺每秒約可生成 1.5 公升的淡水，花瓣結(jié)構(gòu)的成本更低于 0.2 美分。研究員兼論文主要作者 Weigu Li 表示，團隊的凈化與收集系統(tǒng)還有包含低壓幫補，可藉此加速水蒸氣凝結(jié)速度。

團隊指出，新型設(shè)備能有效去除水中的重金屬和細(xì)菌，也可以用來進行海水淡化，最終產(chǎn)生出符合 WHO 標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。Li 指出，團隊首創(chuàng)的玫瑰 3D 型太陽能蒸氣餾結(jié)構(gòu)，將有助于家用與個人用太陽能蒸餾研究。

Source：科技新報

圖片聲明：封面圖片來自德州大學(xué)奧斯汀分校。