3D打印露水收集器,，將水從沙漠空氣中吸出

Frank Herbert在其1965年的科幻小說“沙丘”中設想了塑料露水收集器，它們是沙漠星球Arrakis的當?shù)厝耸褂玫男」ぞ�,，用于從大氣中提取水分以維持其農業(yè),。

今天，人類在我們的沙漠中使用類似的系統(tǒng)做同樣的事情,，例如智利阿塔卡馬沙漠中使用的巨型網絡為農民從霧中收集水,。露水是一種理想的水源，因為它在蒸發(fā)過程中被凈化,，而且它也存在于非常干燥的地方,。事實上，許多植物和動物從空中收集露水,，這就是為什么俄亥俄州立大學的Bharat Bhushan決定在沙漠中尋找靈感的原因,。

Bhushan是俄亥俄州杰出學者和俄亥俄州機械工程教授Howard D. Winbigler認為：“我們如何從周圍的空氣中收集水？ 我們看著自然界已經做過的事情：仙人掌,，甲蟲,，沙漠草�,！�

所有這些生命形式從夜間霧中收集水分,，使用不同的幾何形狀吸取微小的水滴并將它們引導到水庫和根部。甲蟲背上有防水的凸起,，可以收集水滴;凸起之間的平坦表面允許水流到甲蟲的嘴里,。沙漠草的尖端收集水滴，然后從直通道落到根部,。仙人掌在其倒鉤的尖端上收集水,，然后將水從錐形刺中引導到仙人掌的底部。

因此,，研究團隊設計并3D打印了具有凸起,，倒鉤和通道的不同表面，并將它們放置在由商業(yè)加濕器產生的模擬霧的封閉環(huán)境中,。他們的觀察結果證實,，錐體比圓柱體收集更多的水，“考慮到我們對仙人掌的了解,，這是有道理的,，”Bhushan解釋說，參考拉普拉斯壓力梯度的物理現(xiàn)象,。凹凸不平的表面聚集了兩倍于未開槽表面的水,，“回想起來，這看起來很明顯,，因為我們對草的了解,，”Bhushan評論道,。

表面材料也會影響集水，正如Bhushan所說,，“甲蟲的表面材料是異質的,，親水點被疏水區(qū)域包圍，這使得水更容易流到甲蟲的嘴里,�,！卞F體和凸起的間距是相關的同樣。

“供水是一個至關重要的問題,，特別是對世界上最干旱地區(qū)的人們而言,，”Bhushan說。 “通過使用生物啟發(fā)的3D打印露水收集器,，我們可以盡可能有效地幫助解決向全球人們提供潔凈水的挑戰(zhàn),。”3D打印是這項研究的絕佳工具,，因為它可以快速和經濟實惠地生產不同材料的不同幾何形狀,。

他們的研究結果發(fā)表在“皇家學會的哲學交易”雜志上。

https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsta.2018.0269

編譯自：3ders