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[從空氣里擰出水來] 碗里有空氣擰不開

發(fā)布時間:2020-03-25 來源: 短文摘抄 點(diǎn)擊:

  今年新銳設(shè)計(jì)領(lǐng)域一項(xiàng)著名賽事,英國工業(yè)設(shè)計(jì)大獎?wù)材匪?戴森獎,頒給了27歲的澳洲設(shè)計(jì)師Edward Linacr。他憑借一個簡易高效的集水器擊敗了許多科學(xué)發(fā)明家作品,斬獲了1萬英鎊的獎金。
  這個名為Airdrop的集水器,靈感來自于納米比沙漠甲蟲的仿生設(shè)計(jì),不僅能為撒哈拉這樣極度干旱地區(qū)的人們帶來福音,甚至能應(yīng)用于醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域。
  
  缺水不是難題,性價比是
   “不要讓最后一滴水,變成人們的眼淚!边@句膾炙人口的廣告我們早已爛熟于心,但水資源極度匱乏的地區(qū)(比如撒哈拉沙漠)依舊是一個人間煉獄的模樣。
  提到用技術(shù)手段來解決缺水問題,很多人一準(zhǔn)會想到前幾年被熱捧的滴灌系統(tǒng),但昂貴的成本只會讓這些掙扎在死亡線上的人雪上加霜。彼此連接的細(xì)管道、精細(xì)處理的地表走勢、由專人操作的供水點(diǎn),這都是需要資金來支持的。就算政府狠狠心把這些解決了,那每年一次的全體檢查維護(hù)又怎么進(jìn)行?雖然有些打擊人,但我們不得不說,滴灌系統(tǒng)只適合在以色列這種靠石油支撐起來的富賈大國中推廣。把它推薦給旱區(qū)災(zāi)民們實(shí)在是天方夜譚,要知道就連我們自己的田里都還在使用機(jī)井和大水管。
  但漫灌溉和地膜同樣不適合這里,發(fā)展中國家采用這套組合主要是考慮到低成本和高水量的平衡。當(dāng)水從地隴里流到水田里時,會有相當(dāng)一部分揮發(fā)在空氣中,更不用提烈日高懸的貧水區(qū)了。有人給過一個數(shù)據(jù),每次正常灌溉會流失相當(dāng)于水渠容載量71%左右的水量;蛟S你覺得水早晚會形成雨水降下來,揮發(fā)出去也無傷大雅。但科學(xué)家最近告訴了我們一個沉重的消息:大氣層正在慢慢剝離地球,水汽也在損耗中一點(diǎn)點(diǎn)減少。如果我們再不加節(jié)制地浪費(fèi),或許過不了多久,水就是不可再生資源家族里的新成員了。
  
  從沙漠甲蟲學(xué)來的智慧
  身居澳洲多年的Edward Linacr和很多人一樣,并不喜歡這里的干燥,因而對干旱氣候的成因和應(yīng)對措施也做了許多調(diào)查研究。憑借專業(yè)的直覺,他從沙漠甲殼蟲身上獲得了靈感。
  生活在沙漠邊緣的人都知道納米比沙漠甲蟲的聰明之處,它沒有駱駝的儲水駝峰,也不必像沙狐一樣挖深深的洞,卻能在一夜之間集滿一天所需的水分。它的做法很簡單:找到一個空氣流通性好的高坡,抬起后腿和翅殼,讓水分子一點(diǎn)點(diǎn)凝聚。當(dāng)天光微啟的時候,它就能收集相當(dāng)可觀的露水量。
  Edward的仿生設(shè)計(jì)正是緣于此。Airdrop系統(tǒng)的根部深植在地表以下,通過地下的自供電水泵將外部空氣吸入地下并加以冷凝。當(dāng)溫度降到冷凝點(diǎn)以下時,管道內(nèi)層就會有露珠出現(xiàn),而獲得的水分會被迅速地送入地底,直接灌溉到植物的根部。
  即便是在干旱沙漠地帶,它也能從1立方米的空氣中汲取11.5毫升的水量,一天內(nèi)的集水量可達(dá)到1公升。而到了夜晚,集水器的效率會變得更高。即便是出現(xiàn)了百年一遇的大旱,都不必?fù)?dān)心莊稼干渴致死,因?yàn)锳irdrop能從最干澀的空氣中汲取到實(shí)實(shí)在在的水,這種“無中生有”的技術(shù)是之前的澆灌方法所不具備的。
  為了進(jìn)一步提高冷凝的速率,Airdrop的上部分搭載了渦旋銅管系統(tǒng),能輕松過濾掉空氣中的塵埃和熱量。而銅管內(nèi)部也附有羊毛狀的銅絲,使之與空氣的接觸面積最大化。
  相較于以前的種種灌溉系統(tǒng),它的優(yōu)勢十分明顯:易操作、低成本、低能耗……再考慮到采用了自供電系統(tǒng),Airdrop的維修養(yǎng)護(hù)周期也要長得多。雖然偏大的尺寸還有待修繕,但我們也不必太擔(dān)心,詹姆斯?戴森獎的頒獎組織除了獎勵給Linacr一萬英鎊外,還給他所在的斯溫伯爾尼科技大學(xué)提供了同等的資金,用以這套系統(tǒng)的深入開發(fā)。一位發(fā)言人稱:“這筆資金并非用以獎勵這個不俗的設(shè)計(jì),而是期冀Linacr先生再接再厲,讓這個潛力巨大的系統(tǒng)早日進(jìn)入每一塊旱田。” Edward也堅(jiān)定地表示:不久的未來一定會有更完善更成熟的Airdrop二代面世。
  看旱災(zāi)都做了些什么
  1. 全世界有超過10億的人口無法獲得清潔的食用水,每年有310萬人因缺水、飲水不潔喪生。
  2. 全球干旱最嚴(yán)重的地區(qū)有印度、北非、中非、巴以地區(qū)、拉丁美洲中部、中東地區(qū),以及中國。
  3.缺水是糧食減產(chǎn)的最大癥結(jié),比水土流失、耕地減少等問題更嚴(yán)重。
  4.當(dāng)前的灌溉技術(shù)主要分為漫灌、噴灌、滴灌、滲灌四種,在工程量、利用率、建造成本等方面有著諸多缺點(diǎn)。
  6.國際糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)已經(jīng)將干旱列為“饑荒最大的罪魁禍?zhǔn)住薄?
  7.有國外的調(diào)查機(jī)構(gòu)顯示,在對近年來大暴亂的原因調(diào)查中,大面積饑荒占到了近七成。而干旱則是饑荒最大的成因,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出地震、海嘯等天災(zāi)的總和。

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