霧豎琴即使在最輕的霧中也能收集水分

當(dāng)你穿過一種新的方法，用光霧收集水分時，你會得到什么？ 答案：水比你預(yù)期的多得多..

霧琴的發(fā)展，弗吉尼亞理工大學(xué)跨學(xué)科的工程與仿生設(shè)計配對，首次報告在2018年。 霧琴發(fā)展背后的希望很簡單：在世界上水稀少但有霧的地區(qū)，從霧中抽出可用的水可以成為一種可持續(xù)的選擇。 雖然霧網(wǎng)已經(jīng)在使用，但霧琴的卓越效率可以大大增加全世界捕霧可行的地區(qū)的數(shù)量。 不同之處在于，霧琴的神奇能力，從比它的前輩更少的濃霧中獲得水。

合作方法是新設(shè)計與現(xiàn)有科學(xué)的結(jié)合。 這項科學(xué)是由工程學(xué)院機械工程系的助理教授喬納森·博雷科發(fā)起的。 他的小組假設(shè)豎琴方法，并描述了豎琴原型的表現(xiàn)。 設(shè)計開發(fā)由建筑和城市研究學(xué)院工業(yè)設(shè)計系的布魯克·肯尼迪副教授領(lǐng)導(dǎo)。 肯尼迪的產(chǎn)品開發(fā)和材料知識使該項目達到了在現(xiàn)實環(huán)境中可以進行原型和測試的地步。 早期資金來自創(chuàng)意、藝術(shù)和技術(shù)研究所。

肯尼迪說：“全世界有數(shù)十億人面臨缺水問題。 “我們覺得霧琴是一個很好的例子，一個相對簡單，低技術(shù)的發(fā)明，利用自然的洞察力，以幫助社區(qū)滿足他們最基本的需求?！?/p>

“豎琴”設(shè)計使用平行的電線從霧中收集周圍的水，而全球目前使用的技術(shù)主要依靠絲網(wǎng)。 實驗室證明的新裝置的理論是，平行電線更有效地收集水，避免堵塞和加強排水到收集器。 研究人員的小規(guī)模早期測試表明，在高霧條件下，他們的豎琴比有網(wǎng)格的豎琴到一倍。

測試然后真的移動到現(xiàn)場。 在弗吉尼亞理工大學(xué)肯特蘭農(nóng)場的開闊地，當(dāng)時的本科生布蘭登哈特建造了屋頂結(jié)構(gòu)，以防止降雨影響調(diào)查結(jié)果。 在這些覆蓋下，霧琴與三種不同的網(wǎng)式收割機并排放置：一種是線直徑相當(dāng)于豎琴，一種是線尺寸更適合收割，另一種是使用Raschel網(wǎng)格-一種由水平支架之間v形陣列中的平板絲帶制成的網(wǎng)格。 這種v形網(wǎng)格目前是世界各地最受歡迎的捕霧地點。

雖然實驗室使用了大霧條件，但弗吉尼亞理工大學(xué)周圍的實際霧條件通常要輕得多。 隨著現(xiàn)場測試的開始，Boreyko和Kennedy懷疑可用的霧會提供他們進行適當(dāng)測試所需的反饋。 他們驚喜萬分。

當(dāng)霧開始在新河谷的山丘上翻滾時，霧琴總是顯示出結(jié)果。 在薄霧中，網(wǎng)孔收集器的收集管完全沒有滴水。 即使霧密度增加，豎琴仍然表現(xiàn)得超過他們的同伴。 這取決于霧的密度，從輸出的兩倍到幾乎20倍不等。

結(jié)合實驗室研究和現(xiàn)場數(shù)據(jù)，研究人員確定收集潛力是多種因素的結(jié)果。 其中最大的是網(wǎng)格和豎琴之間可收集水滴的大小。 在這兩種情況下，當(dāng)空氣通過時，水必須被捕獲在網(wǎng)格或豎琴上，通過重力向下進入收集點。 霧琴只使用垂直線，為移動滴創(chuàng)造了一條暢通的路徑。 相比之下，網(wǎng)格收集器既有水平結(jié)構(gòu)，也有垂直結(jié)構(gòu)，水滴必須明顯更大才能穿過水平碎片。 在現(xiàn)場測試中，網(wǎng)格收集器通常要求液滴在下降前達到比豎琴大100倍的大小。 從不滴下來的水只會蒸發(fā)，不能被收集。

“我們已經(jīng)知道，在濃霧中，我們至少能得到兩倍的水，”博雷科說。 “但是，在我們的實地試驗中認(rèn)識到，在中等的霧中，我們平均能得到多達20倍的水，這使我們有希望，我們能夠大大擴大收集霧是分散淡水的可行工具的區(qū)域的廣度?！?/p>