DARPA 开发大气饮用水提取器

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美国高级研究计划局 (DARPA) 已开始开发 从大气中存在的湿气中提取饮用水的装置,由大气水提取的缩写 AWE 标识。该计划基于两种互补的方法:

  • 一种车载设备,能够从环境湿度中提取足够的饮用水,为 150 名士兵提供战斗用水。
  • 能够为战斗人员提供所需水的个人装备

对于参与战区的部队来说,水确实是一个主要的后勤足迹,而为这些部队提供瓶装饮用水的后勤链既繁重又暴露。因此,赋予一支部队或其每个成员在没有河流、雨水或湖泊等传统水源存在的情况下生产自己的饮用水的能力,将代表着行动中的机动性和自主性的明确资产。

为了实现这一目标,DARPA 工程师将使用能够吸收和冷凝大气中的水的新型超材料,并使用少量的能量,从而避免用另一个问题来替代。这项技术来自于 这项工作由加州伯克利大学的研究人员发起 在麻省理工学院工程师的协助下,他们于 2017 年展示了一种由太阳能驱动的大气水提取器。它基于金属有机框架的使用,即金属原子和有机分子在分子尺度上的结合,创造出能够以极低的能量摄入从空气中提取湿气的超多孔材料。

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伯克利大气水提取器,MOF 呈黄红色。 1 公斤 MOF 每天可生产 2,7 升水,由太阳能电池板供电

然而,挑战仍然很大,特别是要将这种基于极其敏感材料的实验室技术转移到能够承受严酷战斗任务的设备上。此外,所使用的MOF必须能够在足够长的时间内集中使用以满足这种类型的使用。最后,从预算的角度来看,整个系统必须是负担得起的,才能有朝一日投入使用。

而且,如果这项技术可靠且廉价,它可能是为某些偏僻人群提供饮用水的非常有效的解决方案。但如果它要传播,也有必要评估环境影响,特别是对沙漠地区由于露水收集的空气湿度而生存的动植物群的影响。大量抽取大气水可能导致湿度下降到一个敏感点,从而可能深刻改变沙漠地区的生态系统。

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尽管与弗兰克·赫伯特书中的描述有很大不同,但大卫·林奇 1984 年电影《沙丘》的精华已经在今天的读者的想象中确立了自己的形象

有趣的是,DARPA 所采用的技术及其使用方式与 Franck Herbert 于 1965 年出版的科幻小说《沙丘》中的蒸馏物和风阱非常接近。来自一个名为阿拉基斯(Arakis)或沙丘(Dune)的奇特干旱星球的人们使用便携式设备收集通过呼吸、出汗和尿液从身体排出的水,使他们能够在沙漠中在额外的水中生存数周。防风器和露水收集器使用的材料可以利用沙漠的大热振幅来增强大气水的凝结。

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