Water

لا يزال الوصول إلى مياه الشرب النظيفة يشكل تحدياً بالغ الأهمية، وخاصة في المناطق القاحلة والمعرضة للجفاف، ويواصل الباحثون في جميع أنحاء العالم البحث عن حلول مبتكرة لجعل المياه أكثر سهولة في الوصول إليها، وفي خطوة مثيرة للإعجاب نحو معالجة هذه القضية، طور فريق في جامعة ولاية أوهايو جهازاً جديداً وأكثر كفاءة وقابلاً للحمل لحصاد المياه.

ويتميز الجهاز المبتكر، المصنوع من النيكل والتيتانيوم، باستخدامه لمواد حساسة للحرارة، وعلى عكس أنظمة استخراج المياه التقليدية واسعة النطاق، فإن هذا النموذج الأولي الجديد صغير الحجم بما يكفي لوضعه في حقيبة الظهر، مما يجعله سهل الحمل للغاية، وتسمح التكنولوجيا بسحب المياه مباشرة من الغلاف الجوي مع استخدام نصف الطاقة اللازمة فقط لمزيلات الرطوبة التقليدية ذات عجلات المجفف.

وتعد عجلات المجفف مكوناً شائعاً في تكنولوجيا استخراج المياه الحالية، حيث تستخدم أسطوانات دوارة مبطنة بمواد تجذب الرطوبة وتحولها إلى ماء سائل، وعلى الرغم من فعالية هذه الأنظمة، إلا أنها عادة ما تكون كثيفة الاستهلاك للطاقة وضخمة الحجم، وكان هدف فريق جامعة ولاية أوهايو هو التغلب على هذه القيود من خلال حل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

وما يميز هذا النموذج الأولي هو استخدامه للمواد التي تظهر تغيرات في درجات الحرارة عند ضغطها أو تمديدها، وتسمح آلية التبريد الكهروحرارية للجهاز بتبريد الهواء بكفاءة وتكثيف بخار الماء مع الحد الأدنى من استهلاك الطاقة، ويضمن التصميم المرن للجهاز إمكانية تكييفه لتلبية الاحتياجات المتنوعة للبيئات المختلفة، مما يجعله أكثر تنوعاً من العديد من الحلول الحالية.

وسلط بيان من فريق البحث الضوء على السمات الفريدة لجهازهم: "إن العديد من تقنيات حصاد المياه الحالية ضخمة وتستهلك الكثير من الطاقة، في حين يتميز جهازنا بآلية تبريد كهروحرارية مرنة".

ولتقييم فعالية النموذج الأولي، أجرى فريق البحث تجارب قارنته بمزيل الرطوبة القياسي الذي يستخدم عجلات التجفيف، وكانت النتائج مذهلة: لم يستخرج النموذج الأولي الماء بكفاءة أكبر فحسب، بل استهلك أيضاً طاقة أقل بكثير، ويمثل هذا التقدم خطوة مهمة إلى الأمام في مجال تكنولوجيا حصاد المياه المستدامة.

وأكد المؤلف المشارك جون سيمونيس على قدرة النظام على التكيف، مشيراً إلى أن "نظامنا أكثر مرونة للتكيف مع احتياجات البيئات المختلفة"، ومع ذلك، أشار الباحثون أيضاً إلى أن كفاءة الجهاز يمكن أن تتأثر بمستويات الرطوبة وغيرها من الظروف البيئية، وهذا يسلط الضوء على أهمية الاختبار والتطوير المستمر لتحسين الأداء في مختلف المناخات.

وتشير نتائج هذا المشروع إلى أن النموذج الأولي الجديد يمكن أن يمهد الطريق لحلول أكثر فعالية واستدامة للمناطق التي تعاني من ندرة المياه، وفي حين يُظهِر النموذج الحالي نتائج واعدة، فإن المزيد من البحث والتوسع سيكون ضرورياً لتكييف التكنولوجيا للاستخدام على نطاق أوسع وتلبية متطلبات المجتمعات المحلية.