view in publisher's site

Fangzhu (方诸): An ancient Chinese nanotechnology for water collection from air: History, mathematical insight, promises, and challenges

Abstract Fangzhu, which has been lost for thousands of years, is an ancient device for water collection from air; its mechanism is unknown yet. Here we elucidate its possible surface‐geometric and related physical properties by the oldest the Yin‐Yang contradiction. In view of modern nanotechnology, we reveal that Fangzhu's water‐harvesting ability is obtained through a hydrophilic‐hydrophobic hierarchy of the surface, mimicking spider web's water collection, lotus, or desert beetle's water intake. The convex‐concave hierarchy of Fangzhu's textured surface enables it to have low wettability (high geometric potential) to attract water molecules from air through the nanoscale convex surface and transfer the attracted water along the concave surface to the collector. A mathematical model is established to reveal three main factors affecting its effectiveness, i.e., the air velocity, the surface temperature, and surface structure. The lost technology can play an extremely important role in modern architecture, ocean engineering, transportation, and others to catch water from air for everyday use.

فانگ ژو (کانستور): یک نانوتکنولوژی باستانی چینی برای جمع‌آوری آب از هوا: تاریخچه، بینش ریاضی، وعده‌ها و چالش‌ها

چکیده فانجو، که هزاران سال است از دست رفته‌است، یک وسیله قدیمی برای جمع‌آوری آب از هوا است؛ مکانیزم آن هنوز ناشناخته است. در اینجا ما خواص فیزیکی و سطح هندسی احتمالی آن را با قدیمی‌ترین تناقض یین یانگ توضیح می‌دهیم. با توجه به نانوتکنولوژی مدرن، ما نشان می‌دهیم که توانایی برداشت آب فنگژوز از طریق یک سلسله‌مراتب آبدوست - آبگریز از سطح، با تقلید از جمع‌آوری آب تار عنکبوت، لوتوس یا آبگیر چغندر صحرایی به دست می‌آید. سلسله‌مراتب محدب - مقعر سطح بافت دار فنگزهوز، آن را قادر می‌سازد تا قابلیت تر شوندگی پایین (پتانسیل هندسی بالا)برای جذب مولکول‌های آب از هوا از طریق سطح محدب در مقیاس نانو داشته باشد و آب جذب‌شده در امتداد سطح مقعر را به جمع‌کننده منتقل کند. یک مدل ریاضی برای آشکار کردن سه عامل اصلی موثر بر کارایی آن، یعنی سرعت هوا، دمای سطح و ساختار سطح، ایجاد شده‌است. تکنولوژی از دست رفته می‌تواند نقش بسیار مهمی در معماری مدرن، مهندسی اقیانوس، حمل و نقل و غیره برای گرفتن آب از هوا برای استفاده روزمره ایفا کند.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله General Engineering
  • ترجمه مقاله General Engineering
  • مقاله مهندسی عمومی
  • ترجمه مقاله مهندسی عمومی
  • مقاله General Mathematics
  • ترجمه مقاله General Mathematics
  • مقاله ریاضیات عمومی
  • ترجمه مقاله ریاضیات عمومی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.