Penuaian kabus mungkin kelihatan seperti kerja aneh.

Penuaian kabus mungkin kelihatan seperti kerja aneh. Lagipun, memasang jaring raksasa di sepanjang lereng bukit dan puncak gunung untuk menangkap air daripada bunyi nipis yang lebih seperti kebodohan daripada sains. Walau bagaimanapun, amalan ini menjadi saluran penting untuk membersihkan air untuk ramai yang tinggal di iklim gersang dan separa gersang di seluruh dunia. Kaedah pengumpulan air pasif, tahan lama dan berkesan, penuaian kabus terdiri daripada menangkap titisan air mikroskopik yang digantung dalam angin yang membentuk kabus. Pengambilan kabus adalah mungkin - dan telah mendapat daya tarikan sejak beberapa dekad yang lalu - di kawasan Afrika, Amerika Selatan, Asia, Timur Tengah, dan juga California. Seperti yang digambarkan oleh tajuk berita baru-baru ini pengiraan Afrika Selatan kepada "Zero Hari," atau hari paip air dijangka berjalan kering, kekurangan air terus menjadi masalah yang semakin meningkat di seluruh dunia. Penyelidik terkemuka kini menganggarkan bahawa dua pertiga penduduk dunia sudah hidup di bawah keadaan kekurangan air yang teruk sekurang-kurangnya satu bulan dalam setahun. Penuaian kabus dapat membantu mengurangkan kekurangan itu, dan kini pasukan penyelidik antara disiplin di Virginia Tech telah meningkatkan reka bentuk tradisional jaring kabut untuk meningkatkan kapasiti pengumpulan mereka dengan tiga kali lipat. Diterbitkan di ACS Applied Materials & Interfaces dan sebahagiannya dibiayai oleh Virginia Tech Institute untuk Kreativiti, Kesenian dan Teknologi, penyelidikan pasukan menunjukkan bagaimana pelbagai menegak wayar selari boleh mengubah ramalan untuk penuai kabus. Dalam reka bentuk penyelidik telah menggelar "kecapi kabus," kabel tegak ini menumpahkan titisan air kecil dengan lebih cepat dan lebih cekap daripada jaring mata tradisional yang digunakan dalam jaring kabut. "Dari sudut reka bentuk, saya selalu mendapati ia agak ajaib bahawa anda pada asasnya boleh menggunakan sesuatu yang kelihatan seperti pintu skrin untuk menterjemahkan kabus ke dalam air minuman," kata Brook Kennedy, profesor pereka industri di College of Architecture dan Pengajian Bandar dan salah satu daripada pengarang bersama kajian itu. "Tetapi tatasusunan dawai selari ini benar-benar ramuan khas kesuburan." Jaring kabut telah digunakan sejak 1980-an dan boleh menghasilkan air bersih di mana-mana kawasan yang mengalami kabut yang sering, bergerak. Apabila angin bergerak tetesan air mikroskopik kabus melalui jaring, ada yang tersangkut pada wayar yang ditangguhkan. Titisan ini berkumpul dan bergabung sehingga mereka mempunyai berat badan yang mencukupi untuk mengembara jaring dan menetap ke palung pengumpulan di bawah. Di beberapa projek penuaian kabus terbesar, jaring ini mengumpul purata 6,000 liter air setiap hari. Bagaimanapun, reka bentuk jaringan tradisional jaring kabut telah lama menimbulkan masalah kekangan dua untuk saintis dan jurutera. Sekiranya lubang di dalam mesh terlalu besar, tetesan air melewati tanpa menangkap wayar bersih. Sekiranya jaringan itu terlalu halus, jaring menangkap lebih banyak air, tetapi titisan air menyumbat jaring tanpa berlari ke palung dan angin tidak lagi bergerak melalui jaring. Oleh itu, jaring kabut bertujuan untuk menengah, zon Goldilocks penuaian kabus: jejaring yang tidak terlalu besar dan tidak terlalu kecil. Kompromi ini bermakna jaring boleh mengelakkan penyumbatan, tetapi mereka tidak menangkap sebanyak mungkin air. "Ini masalah kecekapan dan motivasi untuk penyelidikan kami," kata Jonathan Boreyko, pembantu profesor di Jabatan Kejuruteraan Bioperubatan dan Mekanik di Kolej Kejuruteraan. Sebagai pengarang bersama kajian itu, Boreyko berunding dengan teori dan aspek fizikal reka bentuk harp kabin. "Rezim yang tersembunyi untuk membuat kabel lebih kecil tetapi tidak menyumbat adalah apa yang kami cuba capai, ia akan menjadi yang terbaik dari kedua-dua dunia," katanya. Oleh kerana titisan air yang ditangkap dalam kabus bersih bergerak ke bawah dengan graviti, Boreyko membuat hipotesis bahawa penghapusan dawai mendatar jaring akan mengurangkan beberapa penyumbat. Sementara itu, Kennedy, yang pakar dalam reka bentuk biomimetik, mendapati inspirasinya untuk kecapi khinzir. "Rata-rata, kayu merah pantai bergantung kepada titisan kabus untuk kira-kira satu pertiga daripada pengambilan air mereka," kata Kennedy. "Pokok-pokok sequoia yang tinggal di sepanjang pantai California telah berkembang dalam jangka masa yang panjang untuk mengambil kesempatan daripada iklim yang berkarat. Jarum mereka, seperti pokok pain tradisional, diatur dalam pelbagai jenis linear. salib silang. " Mark Anderson, seorang pengkaji bersama pelajar dan pelajar sarjana muda di Jabatan Kejuruteraan Mekanikal, membina beberapa model skala kecapi khinzir dengan pelbagai saiz wayar. Weiwei Shi, seorang pelajar kedoktoran dalam program doktoral mekanik kejuruteraan serta pengarang utama kajian, menguji prototaip kecil dalam ruang alam sekitar dan membangunkan model teoritis percubaan. "Kami mendapati bahawa wayar lebih kecil, lebih cekap pengumpulan air itu," kata Boreyko. "Arahan menegak ini terus menangkap lebih banyak kabus, tetapi penyumbatan tidak pernah berlaku."