Origami inspirerer til en højeffektiv solar dampgenerator

Vand dækker det meste af kloden, men mange regioner lider stadig under mangel på rent drikkevand. Hvis forskerne effektivt og bæredygtigt kunne forvandle havvand til rent vand, en truende global vandkrise kan afværges. Nu, inspireret af origami, den japanske kunst til at folde papir, forskere har udtænkt en soldampgenerator, der nærmer sig 100 procent effektivitet til produktion af rent vand. De rapporterer deres resultater i ACS -anvendte materialer og grænseflader .

Solar dampgeneratorer producerer rent vand ved at omdanne energi fra solen til varme, som fordamper havvand, efterlader salte og andre urenheder. Derefter, dampen opsamles og kondenseres til rent vand. Eksisterende solar dampgeneratorer indeholder et fladt fototermisk materiale, som producerer varme fra absorberet lys. Selvom disse enheder er ret effektive, de mister stadig energi ved varmeafledning fra materialet til luften. Peng Wang og kolleger spekulerede på, om de kunne forbedre energieffektiviteten ved at designe et tredimensionelt fototermisk materiale. De baserede deres struktur på Miura-folden af ​​origami, som består af sammenlåsende parallelogrammer, der danner "bjerge" og "dale" inden for 3D-strukturen.

Forskerne lavede deres soldampgenerator ved at afsætte en lysabsorberende nanocarbon-komposit på en cellulosemembran, der var mønstret med Miura-folden. De fandt ud af, at deres 3-D-enhed havde en 50 procent højere fordampningshastighed end en flad 2-D-enhed. Ud over, effektiviteten af ​​3D-strukturen nærmede sig 100 procent, sammenlignet med 71 procent for 2-D-materialet. Forskerne siger, at sammenlignet med en flad overflade, origami "dale" fanger sollys bedre, så mindre går tabt ved refleksion. Ud over, varme kan strømme fra dalene mod de køligere "bjerge, "fordamper vand undervejs i stedet for at blive tabt til luften.