Loading

Пустыни «дышат» водяным паром

Создано 31.03.2022 06:21
Автор: Administrator

deserts-breathe-water

Пустыни могут казаться безжизненными и неподвижными, но они очень живые. Песчаные дюны, в частности, растут и движутся — и, согласно многолетнему исследовательскому проекту, они также дышат влажным воздухом. Полученные в новом исследовании данные впервые показывают, как водяной пар проникает в песчинки, порошки и зерна, и могут найти широкое применение далеко за пределами пустыни — в фармацевтических исследованиях, сельском хозяйстве и пищевой промышленности, а также в исследовании планет.

Проект, возглавляемый ведущим автором Мишелем Лужем, профессором машиностроения и аэрокосмической инженерии в Инженерном колледже, охватывал не только много времени, но и различные местности. Это началось почти 40 лет назад, когда Луж изучал поведение жидкостей, газов и твердых частиц. Желая измерить материю с большей чувствительностью, он и его ученики разработали новую форму приборов, называемых емкостными зондами, которые используют несколько датчиков для регистрации всего, от концентрации твердого тела до скорости и содержания воды, и все это с беспрецедентным пространственным разрешением.

Когда коллега из Университета штата Юта предположил, что эта технология может быть полезна для визуализации слоев горного снежного покрова и оценки вероятности схода лавин, Луж пошел в свой гараж, взял несколько датчиков и проверил их в снежную бурю. Вскоре он заключил партнерство с компанией Capacitec Inc, чтобы объединить их навыки в геометрии и электронике. Полученные зонды также оказались полезными в гидрологических исследованиях.

В начале 2000-х Луж начал сотрудничать с Ахмедом Ульд эль-Моктаром из Университета Нанта, Франция, чтобы использовать зонды для изучения содержания влаги в песчаных дюнах, чтобы лучше понять процесс, посредством которого сельскохозяйственные угодья превращаются в пустыни. «Будущее Земли, если мы будем продолжать в том же духе, — это пустыня», — сказал Луж.

Луж и его команда также определили, что поверхности пустыни обмениваются с атмосферой меньшим количеством влаги, чем ожидалось, и что испарение воды из отдельных песчинок ведет себя как медленная химическая реакция.

Исследователи ожидают, что их зонд будет иметь ряд применений — от изучения того, как почва впитывает или отводит воду в сельском хозяйстве, до калибровки спутниковых наблюдений над пустынями и изучения внеземной среды, которая может содержать определенное количество воды. Это будет не первый раз, когда исследования Лужа отправляются в космос.

Но, возможно, наиболее непосредственным применением является обнаружение загрязнения влагой в фармацевтических препаратах. С 2018 года Louge сотрудничает с Merck, чтобы запустить датчики в непрерывное производство, которое считается более быстрой, эффективной и менее дорогой системой, чем серийное производство.

Комментарии: