项目使用众包计算来改善水过滤


根据疾病预防控制中心的统计,全世界有近8亿人没有安全饮用水,大约有25亿人生活在不稳定的环境中。不安全的饮用水和卫生用水不足导致几乎90%的死于腹泻疾病 - 有效的饮用水卫生干预措施仍然对科学家和工程师带来挑战。

发表在 Nature Nanotechnology 上的一项新研究提出了一种新颖的基于纳米技术的改善水过滤的策略。这个研究项目涉及到被称为“声子”的碳纳米管的微小振动,这极大地增强了水通过卫生过滤器的扩散。该项目是清华大学特拉维夫大学研究团队的共同努力,由清华纳米与微机械研究中心的郑泉水教授和TAU化学学院的Michael Urbakh教授领导,清华XIN中心与日内瓦大学的弗朗索瓦·格雷教授合作。 “Urbakh教授说:”我们发现,非常小的振动帮助材料,不管是湿的还是干的,都能更平滑地滑过彼此。 “通过声子振荡 - 载水纳米管的振动 - 水输送可以增强,卫生和海水淡化提高。由于纳米级的摩擦,水过滤系统需要大量的能量。但是,通过这些振荡,我们目击了水运效率的三倍,当然节省了大量的能源。“

研究小组试图证明,在正确的条件下,这种振动如何产生300%通过使用计算机模拟流过纳米管的水分子的流动来提高水扩散速率。这些结果对脱盐过程和能量守恒有重要意义,使用具有纳米尺度水平的孔的反渗透膜改善用于脱盐的能量效率,或者节约能源具有氮化硼纳米管的膜。

众包的解决方案

这个由IBM的World Community Grid开发的项目是众包计算的一个实验,由超过15万名为自己的计算能力贡献的志愿者完成。

Urbakh教授说:“我们的项目赢得了使用IBM世界社区网格的特权,这是来自世界各地的用户的开放平台,可以运行我们的程序并获得精确的结果。 “这是以色列这种类型的第一个项目,我们在实验室里只有四名学生是不可能的。在一台计算机上,我们需要相当于近四万年的处理能力。相反,我们受益于来自世界各地的约15万计算志愿者,他们在笔记本电脑和台式电脑上下载并运行了这个项目。 “众包计算在科学突破中扮演着越来越重要的角色,”Urbakh教授继续说道。 “正如我们的研究表明,可以从公众参与中受益的问题的范围正在不断增加。”

计算机模拟是由清华大学毕业的马明设计的,他正在乌尔巴赫教授团队做博士后研究在TAU。明催化国际合作。 “来自清华的学生非常出色。这个项目代表了两所大学之间的非常积极的合作,这是在XIN和XIN举行的,“Urbakh教授说。

来源:AFTAU