استخراج آب از هوا بدون مصرف انرژی
یک جرعه ازجهان دانش
بهارسادات موسوی
[ گزارش ازپژوهش های تازه ]
دانشمندان دانشگاه نیویورک ابوظبی بلورهایی برای استخراج آب از هوا بدون استفاده از انرژی ایجاد کردند.
یک گروه تحقیقاتی موفق به شناسایی سه ترکیب آلی با تطبیق پذیری شیمیایی بالا برای کشت بلورهای آلی الاستیک شد.
به نقل از آی‌ای، گروهی از محققان دانشگاه جیلین(Jilin)، آزمایشگاه مواد هوشمند نیویورک ابوظبی و مرکز مواد مهندسی هوشمند، به سرپرستی پانس نائوموف(Pance Naumov) استادِ شیمی، ماده بلوری جدیدی را توسعه داده‌اند که می‌تواند آب را از مه بدون هیچ انرژی برداشت کند.
این نوع نوآورانه از بلور هوشمند یا بلورهای ژانوس(Janus)، از گیاهان و حیوانات بیابانی الهام گرفته شده است که در شرایط خشک رشد می‌کنند.
برای مثال، سوسک‌های صحرایی و مارمولک‌ها ساختارهای سطحی با نواحی آبدوست(جاذب آب) و آبگریز(دافع آب) دارند که به طور موثر رطوبت هوا را جذب می‌کنند.
آب روی نواحی آب دوست جذب می‌شود و سپس انباشته شده و از طریق مناطق آبگریز منتقل می‌شود.
پروفسور نائوموف توضیح می‌دهد: بلورهای توسعه‌یافته توسط گروه ما نه تنها از انعطاف‌پذیری مکانیکی و شفافیت نوری بلورهای آلی بهره می‌برند، بلکه راه را برای طراحی برداشت‌کننده‌های فعال و کارآمد هموار می‌کنند. هنگامی که این مواد در مقیاس بزرگتر مورد استفاده قرار گیرند، می‌توانند به مبارزه با کمبود آب در سطح جهانی کمک کنند.
محققان چگونگی برهمکنش مواد مختلف با آب موجود در هوا و تشکیل بلورهای ژانوس را آزمایش کردند.
این بلورها دارای مناطق آبدوست و آبگریز متمایزی بر روی سطوح خود هستند. منطقه آبدوست به طور موثر آب را جذب می‌کند، در حالی که بخش آبگریز انتقال آب جمع‌آوری شده را به یک مخزن تعیین شده تسهیل می‌کند. آن ها کارایی فوق‌العاده بالایی در جذب رطوبت از جو نشان می‌دهند که توانایی قابل توجهی در جمع‌آوری آب را نشان می‌دهد. طرح‌های باریک و نیمه‌شفاف، محققان را قادر می‌سازد تا با استفاده از نور به‌عنوان ابزار نظارت ، فرآیند جمع‌آوری و تراکم قطرات مه را در لحظه مشاهده کنند.
نمک زدایی روشی است که به طور گسترده برای تولید آب آشامیدنی از آب شور استفاده می‌شود. با این حال، فرآیند استخراج نمک محلول نیاز به انرژی ورودی قابل توجهی دارد که آن را به یک محلول انرژی‌بر تبدیل می‌کند. بلورهای ژانوس رطوبت هوا یا مه را قادر می‌سازند تا در شرایط محیطی به طور خود به خود متراکم شوند. این فرآیند امکان جمع‌آوری رطوبت کارآمد را بدون نیاز به انرژی اضافی فراهم می‌کند و ویژگی‌های منحصر به فرد این بلورها را در تسهیل برداشت آب از محیط نمایان می‌کند. این فناوری به هیچ ورودی انرژی نیاز ندارد، به طور بالقوه منبع بی پایانی از آب تمیز را فراهم می‌کند.
بلورهای ژانوس به طور قابل توجهی نسبت به بلورهای آلی متخلخل قبلی در عملکردهای جمع آوری و تحویل آب بر روی سطوح خود پیشرفت کرده‌اند.
این طراحی نوآورانه فرآیند برداشت آب بسیار کارآمد را تسهیل می‌کند و جمع آوری آب را حتی در شرایط محیطی معمولی بهینه می‌کند.
نائوموف می‌گوید: جو زمین حاوی مقدار زیادی آب شیرین دست نخورده است، اما ما به موادی نیاز داریم که بتوانند به طور موثر این رطوبت را جمع‌آوری کرده و آن را به شکل آب آشامیدنی متراکم کنند.
وجود حیات در قمر میراندا
تیمی از محققان در آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز شواهد احتمالی از وجود اقیانوسی در زیر سطح قمر اورانوس کشف کرده‌اند.
قمر «میراندا» یکی از ۲۸۸ قمری است که به دور سیارات منظومه شمسی می‌چرخند و تصاویری که فضاپیمای وویجر — ۲ ناسا در سال ۱۹۸۶ گرفته بود، «الگوی عجیبی را در تپه‌های آن» نشان می‌داد.
در مطالعه جدید، تیم تحقیق برای درک ترکیب داخلی میراندا ، تصاویر را دوباره ارزیابی کرد و ابتدا ویژگی‌های سطح قمر ، از جمله شکاف‌ها و برآمدگی‌ها را ترسیم کرد. آن ها سپس یک مدل کامپیوتری برای آزمایش چندین ساختار داخلی ممکن توسعه دادند.
تجزیه و تحلیل نشان داد که بهترین تطابق برای سطح می‌تواند اقیانوسی در زیر سطح یخی میراندا با قدمت حدود ۱۰۰ تا ۵۰۰ میلیون سال باشد. طبق این مدل ، این اقیانوس تنها در ۱۹ مایل ( ۳۰.۵۸ کیلومتر ) زیر سطح قرار داشته و حداقل ۶۲ مایل (۹۹.۷۸ کیلومتر) امتداد می‌یابد که نشان می‌دهد تقریباً نیمی از حجم قمر را در برگرفته است.
کالب استروم، رهبر این مطالعه این کشف را غافلگیری بزرگ توصیف کرد. تام نوردهایم، یکی از نویسندگان این مطالعه، شگفتی خود را از این کشف ابراز کرد و گفت: یافتن شواهدی از وجود اقیانوس احتمالی در داخل یک شی کوچک مانند میراندا بسیار شگفت انگیز است.
او افزود که این نتایج این ایده را تقویت می‌کند که برخی از قمر‌های اورانوس ممکن است واقعا جالب باشند و دری را به روی احتمال وجود به اصطلاح جهان‌های اقیانوسی در اطراف یکی از دورترین سیارات منظومه شمسی باز می‌کند. بر اساس این اکتشافات، محققان خواستار ماموریت جدیدی برای کشف اورانوس شدند.
نوردهایم تاکید کرد: ما در مورد احتمالات هیجان زده هستیم و می‌خواهیم به مطالعه عمیق‌تر اورانوس و قمر‌های اقیانوسی بالقوه آن بازگردیم.
لازم به ذکر است که تنها فضاپیمایی که از اورانوس بازدید کرد Voyager-2 در سال ۱۹۸۶ بود و این اولین بار نیست که محققان خواستار پرتاب یک ماموریت جدید می‌شوند. در سال ۲۰۲۲، گزارشی از آکادمی ملی علوم از ناسا خواست تا ماموریتی به اورانوس را آغاز کند و آن را «یکی از جالب‌ترین اجرام در منظومه شمسی» نامید.
۳.۹ میلیارد سال قبل حیات در مریخ وجود داشت
تحقیقی جدید از این ایده پشتیبانی می کند که میدان مغناطیسی محافظ حیات در مریخ مدت ها قبل از آنچه تصور می شد، وجود داشته و در سیاره سرخ حدود ۳.۹ میلیارد سال قبل حیات وجود داشته است.
به گزارش اینترستینگ انجینرینگ، شواهد حاکی از آن است که احتمالا مریخ میلیاردها سال قبل حیات در خود داشته است.
هم اکنون مریخ بسیار سرد است و هیچ میدان مغناطیسی محافظی ندارد. محققان این سیاره را بررسی می کنند تا دریابند آیا در گذشته مریخ از حیات پشتیانی کرده است یا خیر و در صورت مثبت بودن پاسخ این سوال، چه زمان این رویداد رخ داده است.
در همین راستا محققان دانشگاه هاروارد روی کشف زمان وقوع رخدادهایی خاص در سیاره تمرکز کردند. طبق پژوهش آن ها که در نشریه «نیچر کامونیکیشنز» منتشر شده، میدان مغناطیسی مریخ که می تواند از حیات پشتیبانی کند، احتمالا تا ۳.۹ میلیارد سال قبل وجود داشته است.
این زمان بعد ۴.۱ میلیارد سال تخمین کارشناسان در تحقیقات قبلی است و نشان می دهد حیات صدها میلیون سال بیشتر از آنچه محققان تصور می کردند، ادامه یافته بوده است.
سارا استیل رهبر پژوهشی است که با استفاده از شبیه سازی و مدلسازی رایانشی سن میدان مغناطیسی مریخ را تخمین زد. محققان با انجام آزمایش هایی این روند که چگونه دهانه های بزرگ روی مریخ خنک و مغناطیسی می شوند را تقلید کردند. این حوضچه ها مشهورند که مغناطیس اندکی دارند و به همین دلیل محققان معتقدند آن ها هنگامی که میدان مغناطیسی سیاره ازبین رفته ، تشکیل شده اند.
این جدول زمانی با استفاده از اصول بنیادین “دیرینه مغناطیس شناسی” یا بررسی میدان مغناطیسی سیاره در پیش از تاریخ به طور فرضی شکل گرفت. محققان می دانند هنگامی که صخره ها داغ می شوند، مواد فرومغناطیس موجود در آن ها با میدان های مغناطیسی اطراف همخواه می شوند. اما هنگامی که صخره ها سرد می شوند، این میدان ها قفل می شوند. چنین روندی به طور موثر مواد معدنی را به میدان های مغناطیسی فسیل شده ای تبدیل می کند که چند میلیارد سال بعد قابل بررسی هستند.
محققان با بررسی حوضچه های مذکور حدس زدند آن ها در زمانی که صخره ها داغ هستند و طی بازه ای که در آن هیچ میدان مغناطیسی قدرتمند دیگر وجود نداشته، به وجود آمده اند.
محققان ایرانی پلاستیک را با چای بهینه کردند
گروهی از محققان ایرانی از چای سیاه به عنوان یک افزودنی حافظ محیط زیست و قابل بازیافت برای ارتقای قابلیت های مکانیکی پلی لاکتیک اسید که نوعی ترموپلاستیک تجزیه پذیر زیستی است، استفاده کردند.
پلی لاکتیک اسید نوعی ترموپلاستیک قابل تجزیه زیستی و فعال زیستی است که از منابع تجدید پذیر مانند نشاسته ذرت، نشاسته یا نیشکر به دست می‌آید.
مهدی بداغی از دانشگاه ناتینگهام ترنت انگلیس همراه جواد خداد هتکپشتی، ناصر کردانی و محمد اکبرزاده پاشا از دانشگاه مازندران در این روش دور ریز چای سیاه را با آب گرم فراوری کردند تا رنگ آن رااز بین ببرند. در مرحله بعد چای مذکور آسیاب شد تا پودری یک دست به دست آید. این ذرات همراه پلی لاکتیک اسید با استفاده از یک اکسترودر ترکیب شدند.
نمونه های پلی لاکتیک اسید و بیوکامپوزیت حاوی ۳ تا ۵ درصد دور ریز چای سیاه با استفاده از یک ماشین پرس داغ در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد تولید شدند. رشته های به دست آمده در این فرایند به طور موفقیت آمیز برای چاپ سه بعدی به کار می روند. عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی از بیوکامپوزیت لاکتیک اسید و چای ۳ درصد نشان دادند ذرات چای به طور مناسب در ماتریس پلی لاکتیک اسید پراکنده شده اند.
نتایج آزمایش کششی نیز حاکی از آن بود که بیوکامپوزیت لاکتیک اسید و چای ۳ درصد بالاترین میزان ویژگی های مکانیک را با مقاومت کششی ۶۷ مگاپاسکال دارد که نشان دهنده افزایش ۳۴ درصدی در مقایسه با پلی لاکتیک اسید است.
بنابراین بیوکامپوزیت لاکتیک اسید و چای ۳ درصد را می توان یک جایگزین مناسب و حافظ محیط زیست برای لاکتیک اسید دانست.
اولین سیگنال‌ها از ماهواره هدهد و کوثر
مدیر عامل شرکت امیدفضا از دریافت اولین سیگنال های ماهواره هدهد و کوثر که با ماهواره بر روسی سایوز پرتاب شد، خبر داد.
دکتر حسین شهرابی مدیر عامل شرکت دانش بنیان امیدفضا در تازه‌ترین ویدئویی که منتشر شده است، درباره آخرین وضعیت پرتاب‌های ماهواره‌های هدهد و کوثر اعلام کرد: مایل هستم که خبر موفقیت آمیز دریافت اولین سیگنال‌ها را از ماهواره هدهد اعلام کنم.
