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TECNOLOGÍA. El aluminio esculpido con láser purifica el agua con el poder de la luz solar.



Impresión artística del panel purificador de agua. HM Cao en la Universidad de Rochester

Un panel negro de aluminio fabricado con láser puede purificar el agua cuando se calienta con la luz solar. Eventualmente podría usarse en áreas o regiones afectadas por la sequía donde el agua potable no está fácilmente disponible.

Chunlei Guo de la Universidad de Rochester en Nueva York y sus colegas hicieron el panel usando láseres de pulso corto para alterar la superficie de una lámina de aluminio cuadrada de 3 centímetros. Crearon hileras de surcos microscópicos en forma de tubo en el metal e incluso pequeñas protuberancias a nanoescala.


La lámina resultante tiene un aspecto negro y atrae agua. Si se pone una muestra [del aluminio] verticalmente y ponemos una gota de agua en el fondo de la muestra, el agua fluirá cuesta arriba contra la gravedad.

Cuando un extremo del panel se coloca en agua sucia, dibuja una capa delgada de agua hacia arriba, que se evapora al sol, purificándola. Al colocar el panel dentro de una caja de vidrio, el equipo recogió el agua evaporada para su uso, separándola del agua sucia con una capa de aislamiento.


Debido a la capacidad de absorción de agua de la lámina, funciona independientemente de cómo esté en ángulo, por lo que puede orientarse para enfrentar siempre el sol.

El equipo pudo purificar el agua que contenía metales pesados, detergentes y desechos humanos a niveles mejores que los estándares de contaminantes establecidos por la Organización Mundial de la Salud y la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos para el agua potable.

Se necesitaron 2 horas para obtener alrededor de 5 mililitros de agua purificada, por lo que a los investigadores les gustaría ampliar el proceso para purificar mayores volúmenes. También apuntan a mejorar la eficiencia del método al hacer paneles de doble cara .

CÓMO FUNCIONA


Calentamiento solar interfacial basado en superficies SWSA. a , la evaporación de agua basada en energía solar se realiza tradicionalmente mediante calentamiento volumétrico o de fondo, en el que el calentamiento y la evaporación se desacoplan espacialmentePara a - d , las flechas amarillas indican la luz solar. b , el calentamiento interfacial basado en energía solar supera el problema de desacoplamiento espacial y maximiza la eficiencia de evaporación de agua utilizando dispositivos absorbentes de luz flotantes y asegurando que el agua se transporte al absorbente solar donde se localiza el calorc, El calentamiento interfacial utilizando una superficie SWSA asegura que el agua sea transportada al absorbedor solar incluso si el dispositivo no está flotando horizontalmente, lo que minimiza el desperdicio de calor y hace que el sistema se pueda montar en cualquier ángulo para mirar directamente al Sol. d , Un esquema que compara una hoja SWSA (izquierda) y una superficie de absorción convencional horizontal (derecha). El SWSA le permite operar en cualquier ángulo para maximizar el flujo solar incidente y la eficiencia del dispositivo cuando el Sol está en un ángulo cenital grande. e, El saneamiento del agua con materiales porosos que absorben la luz con capilares cerrados sufre obstrucción con el tiempo (izquierda). Por el contrario, utilizando una arquitectura capilar abierta, similar a SWSA, la superficie absorbente de luz se puede limpiar fácilmente con, por ejemplo, pulverización de agua, y se puede reutilizar (derecha). [SWSAsuper-wicking and super-light-absorbing aluminium surface]

Fuente: Nature Sustainability , DOI: 10.1038 / s41893-020-0566-x

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