作者:东北大学Eva Botkin-Kowacki
东北大学机械与工业工程副教授郑怡在他位于穆加生命科学大楼的实验室里拿着一个由牛粪和马蜂窝制成的样本脱盐过滤器
学分:艾丽莎·斯通/东北大学 郑怡在夏天参观当地一个奶牛场时受到了启发
那里有牛和马，郑注意到，这意味着到处都是粪便
郑(音译)是东北大学机械与工业工程系的副教授，他一直在四处寻找如何利用自然材料创造功能性产品的想法
他还不确定他能从粪肥中制造出什么有用东西，但郑很确定这种材料有希望
也不会缺少它
于是教授向农夫要了一个水桶带回他的实验室
郑回忆说，农民有义务“免费”
与此同时，郑也在思考一个全球性的问题:饮用水短缺
一些1
根据联合国儿童基金会的数据，420亿人生活在水资源高度脆弱或极度脆弱的地区
这只会变得更糟
作为一种可能的解决方案，工程师们一直在努力设计将海水变成淡水的方法
他们想出了一些工具来去除脱盐过程中的所有盐分
海水淡化系统通常依靠一层薄膜作为过滤器，当海水蒸发时，薄膜会将海水中的盐吸出
2021年10月14日，星期三，郑怡教授在他位于穆加尔生命科学大楼的实验室里进行太阳能生物淡化工作
郑利用农业废料，如黄蜂巢、牛粪或橡树/枫叶与海洋垃圾和办公垃圾混合，作为光热蒸发器处理海水
学分:艾丽莎·斯通/东北大学 “但是这种材料制造起来有点贵，而且这种材料本身是不可持续的，”郑说
此外，“整个海水淡化过程都要消耗电力
" 郑想，为什么我们不能只用阳光来发电淡化呢？ 他的愿景不是在海水淡化厂安装一堆太阳能电池板
相反，郑有一个更直接的方法
他想设计一种过滤器，放在室外的海水上，被阳光激活
不需要电
那是粪便进来的地方
当郑把臭水桶带回实验室时，他和他的团队决定把它加热到1700摄氏度(3092华氏度)，以杀死粪便中的任何细菌
一旦他们做到了这一点，研究人员发现他们已经生产出一种粉末状的碳
他们用这种黑色粉末制造了一种泡沫，这种泡沫变成了漂浮在水面上的高吸收材料
当放在阳光下时，黑色物质下面的水会变成蒸汽并穿过它
东北大学机械与工业工程副教授郑怡在他位于穆加生命科学大楼的实验室里为他的海水淡化项目检查马蜂窝
学分:艾丽莎·斯通/东北大学 郑有一种预感，这个过程将是一个很好的淡化器，所以他收集了一些海水来测试它
事实上，当通过粪肥过滤器的盐水中的蒸汽凝结成水时，它是非常新鲜的
郑说，由此产生的水是如此新鲜，以至于它的钠浓度明显低于美国食品和药物管理局制定的标准
S
饮用水环境保护局
粪便并不是郑和他的团队用来淡化海水的唯一天然材料
他们用来制造太阳能触发碳过滤器的其他材料包括树叶、墨鱼墨水、螃蟹和龙虾壳、马蜂窝和办公废纸
他们的方法在细胞报告物理科学、ACS应用材料与界面、ACS欧米茄、纳米尺度和材料化学杂志上的一系列近期出版物中有所描述
“我们使用的材料完全是天然的、可持续的，”郑说
“这种天然材料性能良好，成本低，容易获得，易于制造
" 郑说，这意味着这项技术可以让当地社区建立自己的海水淡化系统，这对世界各地实现饮用水的公平获取非常重要
“你不能简单地在当地村庄或城镇设置纳米制造设施，但人们可以简单地从当地农场收集粪便并轻松焚烧
所以肥料和树叶的使用使得它非常容易获得
"
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