นักวิจัย MIT ใช้เทคโนโลยี “คลื่นความถี่สูง” ช่วยเร่งการสกัดน้ำสะอาดจากอากาศให้เร็วขึ้นกว่าเดิมถึง 45 เท่า เหมาะกับพื้นที่เสี่ยงภัยแล้งและขาดแคลนน้ำดื่ม
ท่ามกลางวิกฤตความแห้งแล้งและข้อจำกัดในการเข้าถึงแหล่งน้ำสะอาด นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (Massachusetts Institute of Technology) ได้นำเทคโนโลยี “คลื่นความถี่สูง” (Ultrasonic Waves) มาช่วยเร่งกระบวนการสกัดน้ำจากอากาศ ทำให้ประสิทธิภาพการผลิตน้ำเร็วขึ้นถึง 45 เท่า
นักวิจัยอธิบายว่าอุปกรณ์ทั่วไปที่เก็บน้ำจากอากาศมักสูญเสียประสิทธิภาพจากการที่หยดน้ำเกาะบนพื้นผิว ทำให้กระแสลมและความชื้นเข้าไม่ถึง แต่ระบบนี้จะช่วยเขย่าหยดน้ำให้หลุดออกเป็นระยะ ทำให้พื้นผิวสามารถเก็บน้ำได้อย่างต่อเนื่องและไม่ต้องใช้พลังงานสูง
เทคโนโลยีนี้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ไขข้อจำกัดหลักของระบบเก็บน้ำจากอากาศแบบเดิม คือ การใช้พลังงานที่สูงและรอบเวลาในการสกัดที่ยาวนาน จากเดิมที่ต้องใช้ความร้อนจากแสงอาทิตย์หรือไฟฟ้าเพื่อไล่โมเลกุลน้ำออกจากวัสดุดูดซับ ซึ่งใช้เวลาหลายชั่วโมงและไม่สามารถทำงานหมุนเวียนได้บ่อย ทำให้ไม่เหมาะกับการนำไปใช้ในครัวเรือนขนาดเล็กหรือในพื้นที่ห่างไกลที่ต้องพึ่งพาตนเอง งานวิจัยนี้จึงมุ่งเน้นที่การเปลี่ยนวิธีการสกัดน้ำ เพื่อให้ได้น้ำในปริมาณมากพอและมีรอบการทำงานที่เร็วขึ้น
เทคโนโลยีดังกล่าวใช้หลักการ “สั่นสะเทือนระดับไมโคร” เพื่อไล่ละอองน้ำออกจากพื้นผิวรับน้ำอย่างสม่ำเสมอ โดยมีการติดตั้งเครื่องกำเนิดคลื่นความถี่สูงความหนาแน่นต่ำที่สามารถทำงานร่วมกับระบบเก็บน้ำแบบดั้งเดิมได้ทันที การเพิ่มแรงสั่นสะเทือนช่วยลดปัญหาการเกิดชั้นน้ำค้างแข็ง (blocking layer) ซึ่งมักเกิดขึ้นบนพื้นผิวรับความชื้นและทำให้การไหลของน้ำหยุดชะงัก จึงช่วยให้เครื่องเก็บน้ำจากอากาศสามารถทำงานได้แม้ในพื้นที่ความชื้นต่ำ และเพิ่มปริมาณน้ำสะอาดที่ได้ต่อวัน
อุปกรณ์มีขนาดกะทัดรัดเหมาะสำหรับติดตั้งบนอุปกรณ์หลากหลายประเภท ไม่ว่าจะเป็นระบบเก็บน้ำในบ้าน อาคารสำนักงาน หรือสถานีตรวจวัดสภาพอากาศในพื้นที่ห่างไกล อุปกรณ์ยังใช้พลังงานน้อยกว่าระบบดูดความชื้นทั่วไปหลายเท่า เนื่องจากไม่ต้องใช้พัดลมกำลังสูงหรือเครื่องทำความเย็น ทีมวิจัยตั้งเป้าว่าเทคโนโลยีนี้จะช่วยให้พื้นที่ที่ประสบปัญหาภัยแล้งซ้ำซาก สามารถผลิตน้ำดื่มจากอากาศได้อย่างสม่ำเสมอ ลดการพึ่งพาแหล่งน้ำผิวดินและช่วยให้ชุมชนมีความมั่นคงด้านน้ำมากขึ้น
การทดสอบในห้องปฏิบัติการชี้ว่า เมื่อเพิ่มคลื่นความถี่สูงเข้าไปในระบบเก็บน้ำเดิม ประสิทธิภาพการเก็บน้ำเพิ่มขึ้นหลายเท่า โดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างหลักของอุปกรณ์ ทำให้สามารถนำเทคโนโลยีนี้ไปเสริมกับระบบเก็บน้ำที่มีอยู่แล้วได้ทันที จุดเด่นอีกประการคือการที่แรงสั่นสะเทือนช่วยลดการสะสมของฝุ่นละอองบนพื้นผิวรับน้ำ ซึ่งมักเป็นสาเหตุที่ทำให้เครื่องทำงานช้าลง นอกจากนี้ยังช่วยให้หยดน้ำไหลลงสู่จุดรองรับได้อย่างรวดเร็ว ทำให้กระบวนการผลิตน้ำมีความต่อเนื่อง
นักวิจัยระบุว่าอุปกรณ์สามารถใช้งานร่วมกับแผงพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังไม่จำเป็นต้องใช้สารเคมีหรือวัสดุราคาแพงในการดูดความชื้น จึงเหมาะกับการใช้งานระยะยาวในพื้นที่ขาดแคลนน้ำ ชุมชนห่างไกล หรือพื้นที่ที่ต้องการแหล่งน้ำสำรอง เทคโนโลยีนี้จึงเป็นอีกหนึ่งแนวทางที่ช่วยเสริมความมั่นคงด้านน้ำได้อย่างยั่งยืนในอนาคต
เรียบเรียงโดย ขนิษฐา จันทร์ทร
ที่มาข้อมูล: mit, scitechdaily, sciencedaily, newatlas
ที่มาภาพ: mit
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
