通過將環(huán)境中的咸水有效地轉(zhuǎn)化為淡水，紅樹林樹在其亞熱帶棲息地中得以生存，這是長期困擾科學(xué)家的一項工程壯舉。

現(xiàn)在，耶魯大學(xué)工程學(xué)教授Menachem Elimelech的實驗室中的一組研究人員開發(fā)了一種模仿紅樹林的凈水設(shè)備。他的研究小組說，除了可以更好地了解植物的管道系統(tǒng)外，它還可以帶來新的海水淡化技術(shù)。結(jié)果顯示在2月21日的《科學(xué)進展》上。

合著者杰伊·韋伯(Jay Werber)說：“我們正在展示有關(guān)紅樹林如何工作的機制。”“我們不是生物學(xué)家，但我們是從工程學(xué)角度出發(fā)的。”

Elimelech是耶魯大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程專業(yè)的Roberto C. Goizueta教授。

該設(shè)備被研究人員稱為人造紅樹林，它結(jié)合了紅樹林根部的脫鹽作用，葉片的毛細抽吸作用以及莖的導(dǎo)水能力。其成功的關(guān)鍵在于其產(chǎn)生高水平負壓的能力，類似于您通過吸管喝水時產(chǎn)生的負壓。在人造紅樹林中，專門設(shè)計的膜(稱為“葉子”)的蒸發(fā)產(chǎn)生了很大的負壓，該負壓促使咸水通過半透膜“根”脫鹽。

樹木需要負壓(當(dāng)水分通過樹葉蒸發(fā)時產(chǎn)生)，以吸收足夠的水。研究人員說，在佛羅里達州發(fā)現(xiàn)的紅樹林特別豐富，在印度尼西亞，巴西和馬來西亞等國家，它們表現(xiàn)出令人印象深刻的雙重效果：研究人員需要比典型的樹產(chǎn)生更大的負壓來喝掉咸水。他們的環(huán)境。另外，他們通過反滲透過程將其根部海水淡化。

研究人員指出，特別令人印象深刻的是樹木將水管系統(tǒng)(稱為木質(zhì)部)內(nèi)的氣泡形成最小化的方式。水在高負壓下易于形成氣泡，這會破壞植物木質(zhì)部中的水流。

博士后研究員合著者王云坤說，研究人員的裝置通過最小化氣穴的形成來管理類似的壯舉，這部分是由于位于裝置中間的多孔二氧化硅結(jié)構(gòu)稱為玻璃料。

韋伯說，除了解決一些長期以來關(guān)于樹木水力問題的謎團之外，研究人員的工作還可能導(dǎo)致創(chuàng)建用于分離溶液的小型設(shè)備。他說：“通常，您有一臺昂貴的泵，會產(chǎn)生很高的壓力來分離這些東西。”“使用紅樹林設(shè)備，您可以使用蒸發(fā)來完全被動地驅(qū)動它。”