Инженери от MIT изтръскват питейна вода от въздуха с ултразвук

Във въздуха около нас има вода дори в сухите райони. Проблемът никога не е бил да се улови, а да се извади обратно. Материалите, които попиват влага от въздуха, я държат здраво, и досега единственият практичен начин да се пусне е да се загрее материалът и водата да се изпари. Това отнема часове.

Двама инженери от MIT предлагат друго: да не се загрява, а да се разтресе. Свръхбързо. В статия, публикувана в рецензираното списание Nature Communications на 18 ноември 2025 г., Икра Ифтекар Шуво и Светлана Борискина описват устройство, което изтръсква водата от материала с ултразвук за няколко минути.

Водата не се изпарява, а се изтръсква. Разликата между двата глагола е разликата между часове и минути.

Как работи

Ултразвукът е акустични вълни с честота над 20 килохерца, тоест над 20 000 трептения в секунда. Човешкото ухо не ги чува.

Сърцето на устройството е плосък керамичен пръстен, който вибрира при подаване на напрежение. Около него има втори пръстен, надупчен с малки дюзи. Когато материалът, напоен с влага, се сложи върху вибриращия пръстен, капките вода се изтръскват през дюзите и падат в събирателни съдове.

Ключът е в честотата. Водните молекули са закачени за материала със слаби връзки, и ултразвукът трепти точно с честотата, която ги разклаща. „С ултразвук можем прецизно да скъсаме слабите връзки между водните молекули и местата, където те седят“, обяснява Шуво в съобщението на MIT. „Все едно водата танцува с вълните.“

Аналогията, която върши работа тук: мокро куче. Кучето не чака да изсъхне на слънце, а се разтърсва и водата отлита за секунди. Устройството прави същото с материала, само че с 20 000 разтърсвания в секунда.

Какво променя

Екипът е изпробвал устройството върху материал за улавяне на вода от въздуха, разработен по-рано. Използвали са проби с размер на монета, оставяли са ги в камера с различна влажност, докато се напоят, после са ги слагали върху вибриращия пръстен. Във всички случаи материалът е изсъхвал за няколко минути.

Изследователите изчисляват, че в сравнение с използването на слънчева топлина ултразвуковият подход е 45 пъти по-ефективен при изваждането на вода от същия материал.

Но важното число не е 45. Важното е колко пъти на ден. При изсушаване със слънце материалът се напоява през нощта и се изсушава през деня: един цикъл на денонощие. При няколко минути изсушаване материалът може да се напои и изпразни многократно в рамките на един ден. „Всичко опира до това колко вода можеш да извадиш на ден“, казва Борискина. „С ултразвук можем да извадим водата бързо и да повторим цикъла отново и отново.“

Борискина описва и как би изглеждало домашно устройство: бързо попиващ материал и ултразвуков задвижващ елемент, всеки с размерите на прозорец. Щом материалът се напои, елементът се включва за кратко, захранен от слънчев панел, и изтръсква водата. После материалът пак попива. Тя подчертава, че устройството е допълнение и може да се закачи към почти всеки попиващ материал.

Какво още не знаем

Домашното устройство с размер на прозорец е замисъл, не построена вещ. Изпробваното в MIT е лабораторен елемент, върху който се слагат проби с размер на монета. Между работеща проба и уред, който снабдява семейство, стоят години инженерство.

Числото 45 също иска четене на дребно. MIT формулира внимателно: изследователите го изчисляват, а сравнението е спрямо изсушаване със слънчева топлина, върху малки проби в контролирана камера. Не е измерена производителност на монтирана система под открито небе.

И самото устройство не е слънчево. То работи с подадено напрежение; слънчевият панел е предложение за бъдещо приложение, обосновано с това, че консумацията е ниска. Ниска не е нула, а в сухите райони, за които се мисли решението, електричеството също не е даденост.