3D打印便攜式設備從空氣中生產(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打印設備來改變向野外部隊運送飲用水的方式，這種設備真的可以憑空產(chǎn)生飲用水。

與來自加州大學伯克利分校、芝加哥大學和南阿拉巴馬大學的科學家和工程師一起，GE Research將開發(fā)出這種緊湊的便攜式設備，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。

GE Research首席研究員兼材料物理和化學技術經(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)，會導致人員傷亡。通過創(chuàng)造一種高便攜性的小型設備，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擔。"

△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的設備可能會在全世界范圍內產(chǎn)生深遠的影響，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送水。

通用電氣的原型設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展開。2017年，巴斯大學的一個多學科團隊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。

△巴斯大學的一個多學科團隊3D打印了一個塑料 "板塊"

最近，來自韋爾瓦大學的科學家利用3D打印創(chuàng)造了一種螺旋結構，能夠去除飲用水中的十八種消毒副產(chǎn)品（DBPs），劍橋大學的衍生公司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的技術開發(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)安全飲用水的設備，這將為配水和凈化領域帶來重大突破。

GE的AIR2WATER設備

通用電氣公司將設計開發(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。

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

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

一旦完成，該原型設備估計能夠為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