雾竖琴即使在最轻的雾中也能收获水

当您跨过使用轻雾的新型集水方式时，会得到什么?答案：水比您预期的要多得多。雾竖琴的开发是弗吉尼亚理工学院的跨学科工程与仿生设计的配对，于2018年首次被报道。雾竖琴的发展背后的希望很简单：在世界上缺水但有雾的地区，使可用雾水可能成为可持续的选择。虽然已经使用了雾网，但雾竖琴的出色效率可能会大大增加全世界可以进行雾收割的地区的数量。区别在于雾竖琴具有从比其前辈更低密度的雾中提取水的超强能力。

合作的方法是将新设计与现有科学相结合。该科学是由工程学院机械工程系的助理教授乔纳森·博雷科(Jonathan Boreyko)发起的。他的小组假设了竖琴方法，并描述了竖琴原型的性能。设计开发由建筑与城市研究学院工业设计系的布鲁克·肯尼迪副教授领导。肯尼迪的产品开发和材料知识使该项目达到了可以在现实环境中进行原型设计和测试的地步。早期的资金来自创意，艺术和技术研究所。

肯尼迪说：“全世界有数十亿人面临缺水问题。” “我们认为雾竖琴是相对简单，技术含量较低的发明的一个很好的例子，该发明利用了自然界的见识来帮助社区满足其最基本的需求。”

“竖琴”设计使用平行线从雾中收集环境水，而全球范围内使用的当前技术主要依赖于筛网。新设备经过实验室验证的理论是，平行线在收集水，避免堵塞和增加排水到集水器方面效率更高。研究人员的小规模早期测试表明，在高雾条件下，其竖琴的速度比那些带有网孔的竖琴的速度高2到1倍。

测试然后从字面上移到了现场。在弗吉尼亚理工大学肯特兰农场的空地上，当时本科的布兰登·哈特(Brandon Hart)建造了屋顶结构，以防止降雨影响观测结果。在这些覆盖物的下方，将雾竖琴与三种不同的网状收割机并排放置：一台的线径等于竖琴的直径，一台的线径最适合于收割，一台使用Raschel筛网(由平整的网制成)水平支撑之间呈V形阵列的面板色带。目前，这种V形网格在世界各地的雾气采集站点中最受欢迎。

尽管实验室使用了大雾条件，但弗吉尼亚理工大学周围的实际雾条件通常要轻得多。随着现场测试的开始，Boreyko和Kennedy怀疑可用的雾气会提供他们进行适当测试所需的反馈。他们感到惊喜。

当雾开始在新河谷的山丘上滚动时，雾竖琴总是显示出结果。在薄雾中，网状收集器的收集管完全没有滴水。即使雾气密度增加，竖琴的表现仍然优于同伴。根据雾的密度，输出范围从两倍的输出到几乎20倍。

综合实验室研究和现场数据，研究人员确定收集潜力是多种因素的结果。其中最大的是网眼和竖琴之间可收集的水滴大小。要在两种情况下都进行收割，当空气通过时，水必须在网眼或竖琴上被捕获，并通过重力向下进入收集点。防雾竖琴仅使用垂直线，为移动水滴创建畅通无阻的路径。相比之下，网状集尘器既有水平结构又有垂直结构，水滴必须大得多才能穿过水平件。在现场测试中，网状收集器通常要求液滴的大小大约是竖琴之前下降的100倍。永不滴落的水只会蒸发而无法收集。

博雷科说：“我们已经知道在大雾中，我们至少可以得到两倍的水。” “但实现我们的现场测试，我们可以得到平均达20倍以上的水在一个温和的大雾给了我们希望，我们可以极大地提高区域的广度雾收获是获得分散的，新鲜的可行工具的水。”