科学家设计近海水蒸气捕捉装置 以从海洋空气中采集城市饮用水

科学家设计近海水蒸气捕捉装置以从海洋空气中采集城市饮用水水资源匮乏是一个持续存在的问题，随着气候变化使干旱地区变得更加干燥，这个问题预计只会越来越严重。海洋拥有地球上所有水的96%，是一个巨大的潜在水库，但由于其产生的有毒废水，海水淡化是一个棘手的前景，难以扩大规模。但是自然界已经有了一个相当有效的海水淡化系统--太阳不断地加热海洋表面，将水蒸发出来，当然，这些水会继续变成雨水。在一项新的研究中，UIUC团队设计了一种可能利用这一资源的方法。该团队建议，可以在离岸几公里的地方建立一种水蒸气收集与提取结构，从海洋表面上方捕获富含水蒸气的空气。然后，这些空气可以通过管道回到陆地，并在另一个装置中凝结。然后，这些淡水可以被用于饮用、农业或其他任何地区需要的用途。据科学家们说，整个系统可以由海上风电场和陆地上的太阳能电池板提供动力。研究人员评估了全球14个城市，包括阿布扎比、罗马、洛杉矶和巴塞罗那，分析了根据这些地方的离岸大气层可以提取多少水的可行性。这将涉及建立高100米（328英尺）、宽210米（690英尺）的水蒸气提取结构。根据他们的模型，科学家们发现这些设备每年可以产生376亿到783亿升的水，这取决于特定地点的条件。然后，研究小组根据每人每天300升水的假设用量，计算出需要多少个结构才能为每个城市的人口提供足够的水。由此可见，少则两个、多则10个单元就能为一个城市提供足够的水。该团队说，这个解决方案相当优雅，因为它基本上像自然界的水循环一样工作，区别在于水汽被引导到所需要的地方。虽然许多建议的饮用水源可能会随着气候变化的发展而变得不那么可行，但这一方案却可以做到表现稳定。该研究的共同作者AfeefaRahman说："气候预测显示，海洋水汽通量只会随着时间的推移而增加，提供更多的淡水供应。因此，我们所提出的想法在气候变化下将是可行的。这为适应气候变化提供了一个急需的有效方法，特别是对生活在世界干旱和半干旱地区的弱势人群而言。"当然，这个想法仍然是疯狂的假设，但这是一个需要考虑的重要领域，进一步的研究可以进一步探索其可行性。该研究发表在《科学报告》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336607.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336607.htm

科学家发现海洋会将微塑料释放到大气中

科学家发现海洋会将微塑料释放到大气中奥尔登堡大学海洋环境化学与生物学研究所（ICBM）博士生、论文第一作者伊莎贝尔-戈斯曼（IsabelGoßmann）说："通过我们的研究，我们首次展示了海洋大气中不同类型塑料的质量负荷数据。研究小组是在2021年乘坐"海因克号"考察船进行考察期间采集这些样本的。"最北端的目的地是熊岛，这是斯瓦尔巴群岛最南端的岛屿，位于大陆和群岛最大岛屿斯匹次卑尔根岛的中间。研究小组使用两种不同的设备收集空气样本。这些装置主动抽入空气，安装在研究船船头12米高处。科学家们使用热解-气相色谱-质谱法对空气样本进行了分析。利用这种方法，他们能够通过热降解和选择性分析来识别和量化大气中不同类型的塑料。然后，他们进行了模型计算，重建了颗粒的来源和分布路径，每个颗粒的大小仅为千分之几毫米。分析结果显示，聚酯颗粒无处不在。所有样本中都检测到了聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒，这种颗粒可能是以纺织纤维的形式进入大气的。其他类型的塑料也存在，包括聚丙烯聚碳酸酯和聚苯乙烯。轮胎磨损颗粒，即行驶过程中特别是制动过程中轮胎磨损的微小碎片被确定为微塑料的另一个主要来源。研究人员测得每立方米空气中的微塑料浓度高达37.5毫微克（1毫微克=十亿分之一克）。"这些污染物无处不在。即使在偏远的极地地区，我们也能发现它们，"Goßmann强调说。"到目前为止，人们对海洋大气中包括轮胎磨损颗粒在内的微塑料污染水平知之甚少。"团队负责人Scholz-Böttcher说："关于这些污染物在空气中浓度的研究屈指可数。我们的模型计算表明，海洋大气中的微塑料直接来自陆地和海洋。研究小组认为，漂浮在海面附近的塑料微粒是通过海雾和暴风雨天气中产生的爆裂气泡等进入大气层的。"微塑料会通过河流进入海水，但也会通过大气层--例如，微粒会被雨水冲出大气层。另一个潜在来源是船舶交通：在早前的一项研究中，肖尔茨-博特彻领导的研究小组证明，在开阔的北海，船舶上使用的油漆和涂料是微塑料的主要来源。在目前的研究中，空气样本中也发现了聚氨酯和环氧树脂等化学品，这些化学品通常用于船舶油漆和涂料中。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377935.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377935.htm

科学家创建出仿生海洋电池

科学家创建出仿生海洋电池中国科学院微生物研究所、天津工业生物技术研究所、青岛生物能源与过程研究所合作，创建了小型化仿生海洋电池，在生物光伏领域取得新进展。9月24日，相关研究成果以Aminiaturizedbionicocean-batterymimickingthestructureofmarinemicrobialecosystems为题，发表在《自然-通讯》（NatureCommunications）上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1322097.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1322097.htm

科学家在火星上发现古海洋痕迹

科学家在火星上发现古海洋痕迹在最近发布的一组地形图中，科学家发现了火星上古代海洋的新证据。这些地图提供了表明这个星球曾经经历过跟长期温暖和湿润气候相一致的海平面上升的最有力证据，而这跟今天严酷的冰冻景观大不相同。PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331331.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331331.htm

中国科学家新成果：有了这种材料，再也不担心没有水喝了？

中国科学家新成果：有了这种材料，再也不担心没有水喝了？此外，受环境污染、人口增长等一系列问题的影响，全球淡水资源的短缺问题未来将更加严峻。因此，解决淡水资源匮乏的问题是重中之重。2023年9月13日，我国科学家在《自然》杂志上发表了一项关于光热转换新材料的文章，这种材料的问世有望为人类带来源源不断的淡水资源，保障淡水的安全充足供给！图片来源：《自然》杂志。新材料的制备及原理太阳能是一种可再生能源，被广泛利用于加热和储能。太阳能驱动界面水蒸发技术被提出已将近十年，即太阳能被吸收并转化为热能，促进水分子蒸发为水蒸气，水蒸气被收集后用于后续处理，此项技术在海水淡化生产清洁淡水领域有广阔的应用前景，利用太阳能可以缓解化石能源的消耗及带来的一系列环境污染等问题。此项技术的核心是如何提高太阳能热能的转换效率。我国科学家新研制的高效率的光热转换新材料为这项技术的广泛使用带来了希望！科学家们从太阳光与物质相互作用使其产热的本质出发，利用化学、物理、计算等相关实验发现，亚氧化钛（TinO2n-1）中存在着的Ti-Ti二聚体结构，这种结构会使Ti原子核外电子结构的3d层电子运动分布范围受限，发生电子的实空间局域化，能够在费米能级附近引入平带电子态，从而导致电子跃迁的联合态密度增强。基于以上的原理，通过进一步实验发现，作为亚氧化钛类的一种物质，λ-Ti3O5对太阳光的吸光率可超过95%。反射光谱和电子结构。图片来源：参考文献[1]科学家们进一步利用λ-Ti3O5与聚乙烯醇材料加工制作蒸发器，为了提高水蒸发的效率，将蒸发器设计成三维多孔连通结构。实验发现，在太阳光照射的条件下（1kWm-2），通过此设备，每小时水蒸发的量能高达6.09kgm-2，是目前太阳能驱动界面水蒸发技术进行水蒸发的最快水平。科学家进一步将该设备用于海水淡化实验中，每天收集的淡水量可以达到23Lm-2。可见，若将该设备投入到海水淡化领域，可以实现规模化的淡水制备，会极大地解决淡水资源短缺的问题，也能为污水废水的净化处理带来新的思路。三维多孔连通结构蒸发器工作示意图（a.户外海水淡化装置；b.太阳光能量、淡水收集速率和收集淡水总量随时间变化；c.温度和湿度随时间的变化；d.日平均光通量和淡水收集速率）。图片来源：参考文献[1]关于淡水保护，我们能做什么新材料的发现让我们不再恐惧未来没有水喝，但是，我们也要节约用水，提升保护淡水资源的意识。首先，政府已经陆续出台完善淡水资源保护相关的法律法规，通过法律来约束，提醒每个人保护淡水的重要性。加大淡水保护相关政策的宣传力度，提升大家节约用水的意识。同时，优化淡水在农业、工业中的使用，提高淡水的利用率。在生活中，我们每个人应该注意节约用水，同时，注意不要乱丢弃废弃物、化学品、药品等到下水道中，这样容易造成淡水的污染。让我们一起努力，共同保护淡水资源，合理用水，不要让地球上最后一滴水成为我们的眼泪！参考文献[1]Yang,B.,Zhang,Z.,Liu,P.etal.Flatbandλ-Ti3O5towardsextraordinarysolarsteamgeneration.Nature(2023).[2]李雪琴.新型太阳能集热器及其在海水淡化中的应用[J].通用机械,2012.DOI:CNKI:SUN:TYJS.0.2012-03-037.[3]解利昕,李凭力,王世昌.海水淡化技术现状及各种淡化方法评述[J].化工进展,2003,22(10):4.DOI:10.3321/j.issn:1000-6613.2003.10.011.[4]陆柱.节约用水与水资源再生回用技术的展望[J].净水技术,2002(S1):5.DOI:CNKI:SUN:ZSJS.0.2002-S1-013....PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385683.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385683.htm

科学家揭开格陵兰接地带融化之谜

科学家揭开格陵兰接地带融化之谜彼得曼冰川排水量约占格陵兰冰原的4%，它正无情地向北冰洋移动。一项新的观测和建模研究表明，冰川比以前想象的更容易受到温暖海水侵入其底部的影响，从而导致加速融化，并增加未来海平面上升的潜在严重性。图片来源：EricRignot/UCI在最近发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文中，由加州大学洛杉矶分校领导的研究小组利用欧洲多项卫星任务提供的雷达干涉测量数据绘制了彼得曼冰川的潮汐运动图，并利用麻省理工学院的通用计算模型估算了气候变化对冰川、海水和陆地等复杂环境的影响。冰川与海洋相互作用认识的进展"卫星数据显示，随着潮汐的变化，冰川会移动几公里（或几千英尺），"第一作者、加州大学洛杉矶分校地球系统科学博士候选人拉特纳卡尔-加迪（RatnakarGadi）说。"通过将这种迁移计入麻省理工学院的海洋数值模型，我们能够估算出2000年到2020年间冰层大约会变薄140米（460英尺）。平均而言，融化速度从20世纪90年代的每年约3米增加到2020年代的每年10米。"该论文的资深合著者、加州大学洛杉矶分校地球系统科学教授埃里克-里格诺特（EricRignot）说，他的团队近年来进行的这项研究和其他研究使极地冰川研究人员对海洋和冰川相互作用的思考发生了根本性转变。"长期以来，我们一直认为冰与海洋之间的过渡边界是尖锐的，但事实上并非如此，它扩散到一个非常宽的区域，即'接地带'，有几公里宽，"里格诺特说，他同时也是美国宇航局JPL的高级研究科学家。"海水随着该区域海洋潮汐的变化而涨落，并从下往上有力地融化接地冰"。加迪说，根据模型预测，接地带空腔口附近的融化率最高，高于冰架空腔内的其他地方。冰下水温升高和海水入侵增加，解释了沿彼得曼中央流线观测到的冰层变薄的原因。根据这项研究，接地带空腔的拉长形状是导致冰加速融化的主要原因。在仅考虑海洋温度升高的情况下运行数值模型时，研究小组发现冰层变薄了约40米。在第二次建模中，接地带空腔从2公里增加到6公里，在这种情况下，冰层变薄增加到140米。对未来海平面上升预测的影响加迪说："这些建模结果得出结论，接地带长度的变化比单纯的海洋温度升高更能显著增加融化量。研究人员指出，接地带冰雪融化减少了冰川流向大海时的阻力，加速了冰川的后退。研究人员说，这是预测未来海平面上升严重程度的一个关键因素。"里格诺特说："本文发表的结果对冰原建模和海平面上升预测具有重大意义。早先的数值研究表明，如果将接地带的融水计算在内，冰川质量损失的预测值将增加一倍。本研究的建模工作证实了这些担忧。冰川在海洋中的融化速度要比之前假设的快得多。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424271.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424271.htm