深入大自然:认识水的创新
深入大自然:认识水的创新
这是摘自《走进自然》报道，由Terrapin Bright Green提供。
水是生命所必需的，也是许多工业过程、系统和能源技术所必需的。它的存在或缺失影响建筑物的能源需求、农产品的生长和加工、材料的腐蚀或污染以及人类的健康。
水的使用日益受到有限的获取和获得淡水的威胁。自然系统优化了对水的获取和利用，从各种来源收集扩散的水蒸气和水。
选择的策略
正向渗透
全球有近8亿人无法获得饮用水。提供饮用水以节约能源的方式用水既是必要的也是商机。所有的生物都利用渗透的自然现象——水在膜上从一个浓度到另一个浓度的流动——来达到它们的优势。植物和动物依靠这种被动转移从盐、半咸水和受污染的水源中提取纯水。
模仿渗透可能导致可扩展的技术生产清洁饮用水，可以在全球部署。水通道蛋白A / S采用渗透在其低能耗的水过滤和脱盐技术。利用渗透压来旋转涡轮——渗透力——作为一种可再生能源也在开发中。
湿度控制
水分-在高和低水平-对建筑环境控制系统构成挑战，并能随着时间的推移降解材料。然而，植物通过在叶子底部开孔的简单、响应式通风来保持叶子内部空气空间的高湿度水平。
此外，白蚁通过吸收性真菌结构阻止湿度波动。一个与Terrapin合作的研究团队正在研究如何在被动式湿度阻尼装置中模拟这个和其他策略，并将其应用于建筑中。
水分收获
人类使用的大部分水是液态的，但是一些聪明的生物却能收集水蒸气。墨西哥本地的一种仙人掌用它的刺来收集雾中的水滴;纳米布沙漠甲虫用它黑色的凹凸不平的外壳来凝结水蒸气;一些苔藓植物(苔藓、苔类植物和角苔类植物)很容易吸收空气中的水分。
麻省理工学院(MIT)和智利天主教大学(Pontifical Catholic University of Chile)的研究人员从大自然中寻找线索，开发了这种资源。他们的捕雾网技术可以捕获雾中10%的水蒸气，为智利这样的半干旱地区提供了一个现成的解决方案。在智利，捕捉雾中仅4%的水分就可以满足该国北部地区的用水需求。
现有产品
水通道蛋白在
水通道蛋白在由Aquaporin A/S商业化，使用生物水运输来过滤废水、盐水和被污染的淡水。好用的买球外围app网站所有生物的细胞中都有专门的输水通道，称为水通道蛋白，它可以有选择地将水穿过细胞膜，同时阻止其他分子通过。水通道蛋白A/S已经将水通道蛋白嵌入水膜技术中，以利用这种水过滤能力。
这项技术是一种前向渗透技术，与反渗透过滤技术相比，它降低了80%的水过滤能耗，而反渗透过滤技术需要高压。除了为现有的过滤设备制造过滤器外，公司还建立了战略合作伙伴关系，在中国和新加坡市场推广新的应用。
海水温室
海水温室系统模仿纳米布沙漠甲虫的集水策略，利用丰富的太阳能资源、昼夜温差和盛行的暖风将湿气凝结成淡水。这些系统提取海水，在干旱气候条件下全年种植作物，否则园艺的成本太高。这项技术利用冷却的海水、太阳热能系统和温暖的环境空气来蒸发水蒸气，然后将其凝结成大量的淡水。撒哈拉森林项目的卡塔尔试点工厂使用这个系统来种植高价值的粮食作物，比同类项目少用50%的水。
海水温室有限公司。和澳大利亚Sundrop农场是否已经将这项技术商业化，并声称降低了操作和固定成本，以及使用非生产性、廉价土地的能力，使得投资资本的回报率比传统的现代温室高出35%。
湿度阻尼
在与Terrapin的合作中，研究人员正在开发一种湿度阻尼装置，用于在潮湿气候条件下对建筑物进行被动除湿。该设备是基于真菌梳发现在Macrotermes蚁群，这有助于保持内部湿度水平的白蚁丘，尽管外面的湿度波动。这些由白蚁建造的作为食物来源的真菌蜂巢，在高相对湿度(RH)条件下吸收空气中的水蒸气，并在低相对湿度时释放出来，被动地调节室内RH。
为了制造这个装置，研究小组正在试验模拟梳子吸收特性和复杂形状的材料。不像目前的技术，如热焓或干燥剂车轮，该设备将大大减少目前用于暖通空调系统的能量量，以保持行业标准的相对湿度水平和低水平的湿度敏感的工业过程。
