NYU 아부다비 과학자들이 새로운 물을 발견했습니다

May 29, 2023

Houssem Chaaouri/iStock

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담수는 지구상에서 가장 귀중한 자원 중 하나이며 모든 생명체에게 기본적으로 필요한 것입니다. 그러나 현실은 세계 여러 지역에서 담수가 점점 부족해지고 있다는 것입니다.

UN에 따르면, 20억 명 이상의 사람들이 안전하게 관리되는 식수 서비스 없이 살고 있으며, 2050년까지 세계 인구의 최대 3분의 2가 최소 한 달 동안 물이 부족한 지역에서 살 수 있을 것으로 추산됩니다. 년도. 세계 인구가 증가하고 기후 변화의 영향이 증가함에 따라 담수에 대한 수요는 계속 증가하는 반면 공급은 제한적일 것으로 예상됩니다.

결과적으로 물 위기를 해결하기 위한 지속 가능한 수단을 제공하는 혁신적인 기술도 요구됩니다. 최근 Interesting Engineering(IE)에서는 유기 결정이 안개와 안개를 포함한 공기 중의 습기로부터 물을 수집하는 계획 중 하나를 보고했습니다.

이 연구에서 NYU 아부다비(NYUAD)의 연구 과학자 Patrick Commins와 박사후 연구원 Marieh B. Al-Handawi는 물이 증기에서 액체 형태로 자발적으로 응축되고 천천히 승화되는 표면을 가로질러 이동하는 과정을 처음으로 관찰했습니다. 유기 결정.

승화는 물질이 먼저 액체가 되지 않고 고체상에서 기체상으로 직접 변하는 과정입니다.

IE는 그들의 연구 결과가 미래의 물 수확 기술에 어떤 의미를 가질 수 있는지에 대한 더 깊은 통찰력을 얻기 위해 스마트 재료 연구소의 리더이자 스마트 센터의 이사인 논문의 교신 저자로 지명된 Panče Naumov와 함께 두 사람을 인터뷰했습니다. NYUAD의 엔지니어링 재료.

다음 Q&A 세션은 흐름을 위해 약간 편집되었습니다.

IE: 이 프로세스가 어떻게 작동하는지 간략하게 설명해주실 수 있나요?

커민스:이 연구에서 우리는 공기 중의 습기가 유기 결정의 표면에 수집될 수 있고 그 결과 생성된 물이 물리적 과정의 조합으로 인해 그 표면을 가로질러 이동할 수 있는 새로운 메커니즘을 발견했습니다.

우리는 일반적이고 원칙적으로 본질적으로 역동적인 다른 표면에 적용되는 이러한 물 수송의 원리를 연구했습니다. 개념. 따라서 이 작품에 사용된 재료는 특정하지 않습니다.

메커니즘을 사용하려면 표면에 매우 얇은 채널이 있어야 하며 시간이 지남에 따라 너비가 변경되어야 합니다. 우리의 경우 이는 결정의 표면이 고체에서 기체상으로 천천히 전환되는 느린 승화 과정 때문입니다.

NYUAD 제공

이로 인해 수로의 폭이 바뀌고 그 결과 물이 수로를 따라 이동할 수 있음을 발견했습니다. 이 움직임으로 인해 물은 먼지와 기타 고체 입자를 그 길을 따라 운반하게 됩니다.

IE: 당신의 발견에 도움이 된 기술에 대해 말씀해 주시겠습니까?

커민스: 우리는 처음에 구부릴 수 있는 것으로 알려진 이 재료의 기계적 특성을 연구하기 위해 여러 가지 기술을 조합하여 사용했습니다. 우리는 그 변형 메커니즘을 이해하기 위해 재료 표면을 주의 깊게 관찰했습니다.

실험에서 우리는 두 개의 고해상도 현미경, 모든 실험에 접근하는 호기심, 그리고 약간의 행운을 조합하여 사용했습니다.

밤새 결정의 표면을 관찰하는 동안 우리는 특이한 현상을 발견했습니다. 먼지 조각이 표면을 따라 명확하고 선형적인 궤적을 따라 흐르고 있었는데, 이는 일반적으로 정적이기 때문에 고체 입자에서는 예상할 수 없는 일이었습니다.

광학현미경을 사용하면 입자가 움직이는 등 거시적인 큰 변화를 볼 수 있습니다. 동시에 원자현미경을 이용해 표면 채널의 형태 변화 등 공정 중 표면의 미세한 변화를 조사했다.