3D打印便攜式設(shè)備從空氣中生產(chǎn)水，GE Research獲1400萬美元資助

2021年2月7日，南極熊獲悉，美國GE公司的研發(fā)部門GE Research獲得了美國國防高級研究計劃局（DARPA）1430萬美元的資助，通過一種3D打印設(shè)備來改變向野外部隊運送飲用水的方式，這種設(shè)備真的可以憑空產(chǎn)生飲用水。

與來自加州大學(xué)伯克利分校、芝加哥大學(xué)和南阿拉巴馬大學(xué)的科學(xué)家和工程師一起，GE Research將開發(fā)出這種緊湊的便攜式設(shè)備，可以為150名部隊生產(chǎn)足夠的日常用水。

這個項目被命名為AIR2WATER，為期四年，是DARPA的大氣取水(AWE)計劃的一部分，可以為解決全球缺水問題提供改變游戲規(guī)則的技術(shù)。

GE Research首席研究員兼材料物理和化學(xué)技術(shù)經(jīng)理David Moore說："今天，運輸水所涉及的物流和成本是驚人的，在危險的戰(zhàn)區(qū)，會導(dǎo)致人員傷亡。通過創(chuàng)造一種高便攜性的小型設(shè)備，有效地從空氣中提取水，我們可以拯救生命，并減輕我們軍隊的物流和財政負(fù)擔(dān)。"

△GE增材制造實驗室制造的3D打印熱交換器測試樣品

解決缺水問題

根據(jù)世界野生動植物基金會的統(tǒng)計，有超過10億人無法獲得水，約有27億人面臨缺水問題，GE的設(shè)備可能會在全世界范圍內(nèi)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，而不僅僅是在沖突地區(qū)。DARPA的AWE項目最終目的是支持開發(fā)小型分布式系統(tǒng)，為野外部隊和人道主義任務(wù)送水。

通用電氣的原型設(shè)備可以通過在世界任何地方提供現(xiàn)成的清潔水源，大幅減少甚至消除對水分配的需求。

研究人員和一些3D打印企業(yè)對提供安全水源的興趣越來越大，大多圍繞著凈水技術(shù)展開。2017年，巴斯大學(xué)的一個多學(xué)科團(tuán)隊3D打印了一個塑料 "板塊"，為亞洲、非洲和拉丁美洲部分地區(qū)的社區(qū)提供清潔的飲用水。

△巴斯大學(xué)的一個多學(xué)科團(tuán)隊3D打印了一個塑料 "板塊"

最近，來自韋爾瓦大學(xué)的科學(xué)家利用3D打印創(chuàng)造了一種螺旋結(jié)構(gòu)，能夠去除飲用水中的十八種消毒副產(chǎn)品（DBPs），劍橋大學(xué)的衍生公司Blue Tap獲得了英國創(chuàng)新智能資助，支持其3D打印氯劑量器凈水技術(shù)的技術(shù)開發(fā)。

△2018年，Blue Tap建造測試平臺，圖片來自Blue Tap

如果成功，GE的原型設(shè)備似乎將成為第一個真正從 "零開始 "生產(chǎn)安全飲用水的設(shè)備，這將為配水和凈化領(lǐng)域帶來重大突破。

GE的AIR2WATER設(shè)備

通用電氣公司將設(shè)計開發(fā)的3D打印裝置將非常緊湊和輕巧，可以由4名士兵攜帶，因此適合在基地使用。裝置將由能夠吸收空氣的吸附材料和一個3D打印的熱交換器組成，該熱交換器將在吸附材料上吸熱形成水。

加州大學(xué)伯克利分校的團(tuán)隊將領(lǐng)導(dǎo)吸附材料的開發(fā)，阿拉巴馬大學(xué)將在阿拉巴馬大學(xué)的協(xié)助下建立質(zhì)量轉(zhuǎn)移模型，并測量材料的吸附動力學(xué)，以確保為裝置選擇合適的材料。芝加哥大學(xué)的專家也將通過人工智能（AI）指導(dǎo)的分子篩選工具為這一階段做出貢獻(xiàn)。

同時，GE將領(lǐng)導(dǎo)材料、建模和AI成功的整體系統(tǒng)集成，并將設(shè)計3D打印的熱交換器，確保吸附劑集成到設(shè)備中。

一旦完成，該原型設(shè)備估計能夠為150名部隊提供日常安全飲用水，同時大幅降低野外運輸水的成本和物流。最終，設(shè)備可以為世界各地的缺水危機提供一個方案，隨著氣候變化對全球的影響不斷加劇，缺水危機似乎會加劇。


編譯自：3dprintingindustry