Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) araştırmacıları, atmosferdeki nemi yakalayıp içme suyuna dönüştüren sistemlerde oyunun kurallarını değiştirecek bir teknolojiye imza attı. Geliştirilen yeni sistem, su moleküllerini buharlaştırmak için ısıtmak yerine, onları ‘sallayıp’ serbest bırakarak verimliliği önemli ölçüde artırıyor. Küçük bir güneş pili ile çalışabilen ve günde birden fazla üretim döngüsü gerçekleştirebilen bu teknoloji, şebekeden bağımsız bölgeler için hayati bir çözüm sunuyor.
Çok kurak bölgelerde bile atmosferde, doğru malzemelerle yakalanıp temiz suya dönüştürülebilecek miktarda nem bulunuyor. Son yıllarda bilim insanları bu ‘atmosferik su hasadı’nı gerçekleştirebilen süngerimsi malzemeler geliştirmiş olsa da, toplanan suyu geri kazanmak genellikle zorlu bir süreçti. Mevcut sistemler, hapsolmuş nemin buharlaşması için güneş ısısına bağımlı olduğundan işlem saatler hatta günler sürebiliyordu.
ISI YERİNE TİTREŞİM
MIT ekibi, bu süreci hızlandırmak için ısı yerine ses dalgalarına yöneldi. Araştırmacılar, nemi fiziksel olarak sallayan ve yüksek frekanslı titreşimler üreten özel bir ultrasonik cihaz tasarladı. Cihazın üzerine ‘sorbent’ adı verilen su emici malzeme yerleştirildiğinde, sistem su moleküllerini malzemeden koparmak için özel ayarlanmış ultrason dalgaları yayıyor. Yapılan testlerde cihazın, ısı bazlı yöntemlerin gerektirdiği uzun süreler yerine nemi sadece birkaç dakika içinde çıkardığı kanıtlandı.
MIT Makine Mühendisliği Bölümü'nden baş araştırma bilimcisi Svetlana Boriskina, insanların özellikle çöl bölgeleri ve su kıtlığı yaşanan yerler için atmosferden su toplamanın yollarını aradığını belirterek, geliştirdikleri yöntemle suyun artık hızlı ve verimli bir şekilde geri kazanılabileceğini vurguladı.
MOLEKÜLLER DALGALARLA DANS
Projenin çıkış noktası, ekibe katılan ve daha önce tıbbi cihazlar üzerine çalışan Ikra Iftekhar Shuvo'nun ultrason fikrini ortaya atmasıyla şekillendi. Ekip, insanların duyamayacağı 20 kilohertz üzerindeki frekanslarda yayılan ultrasonun, suyu malzemeden ayırmak için ideal olduğunu keşfetti. Shuvo, ultrasonik dalgalar sayesinde su molekülleri ile bulundukları yüzeyler arasındaki zayıf bağları hassas bir şekilde koparabildiklerini belirtti. Süreci ‘suyun dalgalarla dans etmesi’ olarak tanımlayan araştırmacı, bu hedefli titreşimin su moleküllerini serbest bırakan bir momentum yarattığını ve moleküllerin damlacıklar halinde ayrıldığını ifade etti.
DAKİKALAR İÇİNDE SONUÇ
Geliştirilen ultrasonik aktüatörün merkezinde, voltaj uygulandığında titreşen düz bir seramik halka bulunuyor. Nem odasında doygun hale getirilen malzeme örnekleri üzerinde yapılan testlerde, cihazın suyu dakikalar içinde ayrıştırdığı gözlemlendi. Araştırmacılar, ultrasonik tasarımın güneş ısısı kullanımına kıyasla aynı malzemeden su çıkarmada tam 45 kat daha verimli olduğunu hesapladı. Cihaz ısı kullanmadığı için harici bir güce ihtiyaç duysa da, küçük bir güneş paneli sistemin çalışması için yeterli oluyor. Ayrıca sistem, yeterli su toplandığında otomatik olarak devreye girecek şekilde programlanabiliyor.
PENCERE BOYUTUNDA SİSTEM
Svetlana Boriskina, cihazın en büyük avantajının piyasadaki neredeyse tüm su emici malzemelerle uyumlu olması olduğunu belirtti. Araştırmacı, gelecekteki pratik bir ev sisteminin, pencere boyutunda hızlı emilen bir malzeme ve bir ultrasonik aktüatörden oluşabileceğini öngörüyor. Malzeme neme doyduğunda güneş enerjisiyle çalışan aktüatör devreye girerek suyu hızla çıkaracak. Bu döngünün gün içinde defalarca tekrarlanabilmesi, günlük su üretim kapasitesinin katlanarak artması anlamına geliyor.
