Без чего невозможно победить на войне, даже имея вналичности живую силу, технику и достаточно большое количество боеприпасов? Без еды и, это самое главное, без воды! Однако новая система очистки с символическим названием "Мантра", разработанная одной американской фирмой, поможет солдатам справиться с проблемой нехватки живительной влаги.

Диетологи считают, что недостаточное поступление воды в организм может вызывать головную боль, утомление и рассеянность, ну, а рассеянный солдат это вообще не солдат! Потеря воды организмом, прежде всего, отражается, на деятельности его серых клеточек, как сказал бы незабвенный Эркюль Пуаро, вот почему американцы советуют начинать утро со стакана воды, никогда не есть всухомятку, и всегда запивать все соленое.

Более точные подсчеты дают нам следующие результаты: при потере жидкости менее 2 процентов от веса тела (а это литр-полтора) человек чувствует жажду, при потере 6-8 процентов впадает в полуобморочное состояние, 10 процентов- у него начинаются галлюцинации и нарушается процесс глотания. Вот почему мы и пьем в среднем 1,5-2 литра воды в день. Трудно посчитать, сколько наш организм получает ее вместе с фруктами, овощами, сливочным маслом и другими продуктами. Наверное, не меньше 0,5 литров. Хлеб, например, на 36 процентов состоит из воды, ну, а картошка — на все 80 процентов.

Борьба за воду отражена даже в кино. Это, например, известный советский фильм "Тринадцать" режиссера Михаила Рома, снятый ещё в 1936 году и рассказывающий о борьбе отряда красноармейцев с басмачами за источник воды посреди пустыни Кара-Кум. В свою очередь американский сценарист Джон Говард Лоусон после просмотра этого фильма написал сценарий своей "Сахары", который был снят в 1943 году. Считается, что благодаря великолепному актерскому составу и режиссуре Золтана Корды, этот фильм и по сей день остается одним из самых интересных кинофильмов о войне, в котором нет ненависти к противнику, а есть человечность, что нетипично для фильмов того времени.

Однако кино — это все же лишь кино, а вот в реальной жизни вода нужна в армии не только людям, но и машинам. Военная логистика, например, должна исходить из того, что на каждого солдата в день требуется около трех галлонов питьевой воды ежедневно (1 американский галлон — 3,78 литра), и всю эту воду нужно где-то добывать, в чем-то хранить и где-то складировать.
 

В прежние времена, во время, скажем, англо-бурской войны известно немало случаев — собственно они были для того времени нормой, когда солдаты британской армии пили воду прямо из реки! Известный английский писатель Редьярд Киплинг, находившийся в это время в войсках, наблюдал сцену, когда в одном месте в воде стояли мулы и… мочились в неё, а ниже по течению солдаты набирали воду в свои фляжки! Неудивительно, что огромное количество солдат британской армии тогда заболели дизентерией.

Понятно, что повторять их опыт сегодня никто не собирается. И, тем не менее, бремя подачи воды в войска, ведущие боевые действия, сегодня сопоставимо с подачей им топлива, а стоимость водоснабжения весьма высока. Но человеческая жизнь дороже, видимо поэтому, бывший генерал морской пехоты Джеймс Конуэй в 2010 году сказал: "Мы должны исключить от 10 до 15 процентов потерь морских пехотинцев, участвующих в доставке топлива и воды".

В настоящее время министерство обороны США имеет целый ряд систем для опреснения и производства чистой воды из местных источников. Эти системы помогают войскам проводить свои операции далеко от своих военных баз и не ломать голову над тем, чтобы доставлять им ещё и питьевую воду. Однако все они имеют большие размеры, вес и ограниченную мощность, что в совокупности всех этих факторов не может не влиять на их пригодность для обеспечения целого ряда военных операций в разных точках земного шара.

Например, в американской армии используется так называемый "легкий очиститель воды" (LWP), который способен из морской воды производить около 75 литров питьевой воды в час. Однако устройство это потребляет не так уж и мало энергии, а вся 2000-фунтовая (приблизительно 906 килограммов) система LWP перевозится на задней грузовой платформе автомобиля "Хаммер". То есть проблема есть, а там где есть проблема, на помощь американской армии всегда приходит DARPA — агентство венчурных оборонных разработок, в данном случае инициировавшее разработку новой технологии по опреснению воды.

При финансовой поддержке DARPA одна из калифорнийских компаний разработала более эффективный опреснитель. Требования со стороны военно-морского флота и армии были таковы: новая установка должна производить 90 галлонов (приблизительно 340 литров) питьевой воды в час, используя для этого морскую воду, но весить всего лишь 400 фунтов (приблизительно 182 килограмма), а не 2000, как предыдущий образец! К тому же новый опреснитель должен был обеспечить потребление примерно половинной мощности LWP, то есть выйти на качественно новый уровень.

Прототип нового опреснителя использует систему ультратонких мембран, которая предотвращает явление обратного осмоса и лучше защищена от засорения. По сравнению со старыми мембранами, покрытие новых мембран обеспечивает работу установки без очистки в семь раз дольше, к тому же фильтр морской воды имеет более высокую пропускную способность и потребляет значительно меньше энергии. Инженеры из состава ВМФ считают, что новое покрытие можно наносить на различные виды коммерческой продукции имеющей в наличии похожие мембраны, что радикально может улучшить их характеристики.

"С самого начала программы, мы работали в тесном контакте с нашими потенциальными партнерами в лице военно-морского флота и армии ", сказал руководитель программы DARPA Барри Паллота. "Было решено, что даже 10-20 процентов улучшения показателей по опреснению воды имели бы огромное значение.

Но когда МАНТРА значительно превысила эти показатели, стало очевидно, эта программа будет завершена в любом случае. Эффективные технологии очистки воды помогут войскам увеличить дальность их действия в отрыве от баз снабжения и, соответственно, помогут снизить неблагоприятное воздействие таких действий на военнослужащих". То есть считается, что солдат, который не думает о воде, имеет больше шансов сосредоточить все свое внимание на выполнении боевой задачи и то, что это именно так и есть — несомненно!

Бутылка-самобранка спасет от жажды
 

Небольшой жук-чернотелка из пустыни Намиб умеет добывать необходимую ему воду прямо из воздуха. Недавно американские ученые поняли, каким образом он это делает, и сконструировали бутылку, которая, как неиссякаемый кувшин из арабских сказок, может сама наполняться водой. Это изобретение поможет предотвратить надвигающийся дефицит питьевой воды.

Мы являемся млекопитающими, поэтому проблема пополнения организмом запасов воды для нас всегда будет актуальна — ведь наша кожа весьма проницаема для влаги. Кроме того, наш механизм охлаждения тела тоже связан с потерями воды (имеется в виду потоотделение). Именно поэтому люди с самых ранних этапов своей эволюции были вынуждены селиться вблизи источников питьевой воды — чтобы пополнять дефицит H2O тогда, когда в этом назревает необходимость.

С тех пор прошло много-много лет — численность людей увеличилась, а количество источников питьевой воды сократилось. И, что самое печальное, продолжает сокращаться — почвенная эрозия, вызванная сельским хозяйством, и промышленное загрязнение делают свое черное дело. Видимо, недалек тот день, когда на всей Земле наступит тотальный дефицит воды, пригодной для питья. Кстати, в некоторых регионах такое уже произошло — особенно страдают районы Африки, расположенные рядом с постоянно растущей пустыней Сахара. Вода там сейчас дороже и золота, и алмазов.

Можно ли как-то исправить ситуацию, не возвращаясь обратно в каменный век и не сокращая численность людей принудительным путем? Как это ни странно, да. Дело в том, что на самом деле на нашей планете даже в пустынях достаточно воды, пригодной для питья. Однако она существует там в виде водяного пара, который человеческий организм усваивать не может. Неужели нет способа перевести ее в нормально усваиваемый жидкий вид?

Между тем, такой способ есть, и его активно используют различные пустынные животные. Взять хотя бы небольшого черного жука Onymacris unguicularis, принадлежащего к семейству Чернотелковых (Tenebrionidae). Это весьма изобретательное существо, живущее в пустыне Намиб, умеет добывать воду из засушливого воздуха пустынь. И делает это следующим образом: ранним утром, когда в пустыне бывают туманы, жуки выбираются на гребни высоких дюн, поднимают брюшко кверху по направлению к ветру и опускают голову вниз.

Находясь в таком положении, насекомые замирают в ожидании — в это время туман конденсируется на выступах их надкрыльев и стекает по центральному желобку вдоль их шва к ротовым органам. Полученная таким образом влага составляет до 40 процентов веса тела насекомого — этого ему хватает на целые сутки. Впрочем, следует заметить, что жук расходует добытый запас весьма экономно — в жаркое время дня он редко появляется на раскаленной поверхности земли, предпочитая отсиживаться в прохладном убежище.

Грозит ли нам голод?

Однако дело, как вы понимаете, вовсе не в этом, а в том, каким именно образом жуку удается сконденсировать влагу на своем теле. Долгое время ученые не знали ответа на этот вопрос. И только недавно исследователи из Массачусетского технологического института (США) обнаружили, что на панцире жука имеются поверхности двух типов. Первый из них состоит изгидрофильных (то есть притягивающих воду) веществ, а второй — из гидрофобных (отталкивающих воду). Причем, как вы сами понимаете, гидрофильные поверхности сконцентрированы в задней части тела, а гидрофобные — в средней и передней.

Как видите, ларчик открывался весьма просто — сконцентрированные в задней части хитина кремниевые соли (вроде известного всем силикагеля) заставляют водяной пар конденсироваться, а покрытые водоотталкивающим воском надкрылья играют для накапливающихся и растущих капель роль барьера, который не позволяет им преждевременно скатиться с улавливающих поверхностей насекомого. Кроме того, немалую роль в процессе улавливания воды играет и рельеф панциря — на гидрофильных поверхностях имеется много впадин и микровыростов (именно такая структура помогает водяному пару быстрее конденсироваться), а гидрофобные поверхности почти идеально гладкие.

После того, как американские ученые разгадали секрет жука, они решили сделать такую поверхность у себя в лаборатории, используя органические полимеры со включениями из различных неорганических наночастиц. В итоге у них получилась поверхность, способная собирать влагу из воздуха. При испытаниях в пустыне такая поверхность собирала за полчаса до 0,5 литра живительной влаги. И что самое приятное, сконденсированная вода была практически дистиллированной, то есть свободной от многих загрязняющих органических и неорганических веществ!

После серии успешных опытов разработкой заинтересовалась стартап-компания NBD Nano, представители которой решили заняться ее продвижением на рынке. По их расчетам, данное "ноу-хау" может пригодится и там, где из воздуха нужно удалить лишнюю влагу (склады, жилые помещения во влажном климате), и в местах, где не хватает питьевой воды нормального качества. Причем последнее будет особенно актуально для людей, живущих в зоне сухих тропиков и субтропиков, где доступ к чистой питьевой воде весьма затруднен.

Первым продуктом NBD Nano должна стать самонаполняющаяся бутылка, весьма похожая на неиссякаемый кувшин из арабских сказок. Ее нужно просто выставить на улицу — и за час "работы" она сможет выловить из воздуха до шести литров воды (причем эти данные рассчитывались по условиям, имеющимся в пустыне — в горах, например, или в городах она соберет еще больше влаги). Пока что идут испытания, однако, согласно планам руководства NBD Nano, эта чудесная бутылка появится в продаже уже в начале 2014 года. Первоначально ее планируется "опробовать" на бегунах на большие дистанции и туристах-экстремалах, а после могут запустить и в массовое производство.

Итак, как видите, человечеству есть чему поучиться и у самого обычного жука. Ведь именно его изящные надкрылья помогли людям предотвратить надвигающийся тотальный дефицит питьевой воды…

http://www.pravda.ru/science/technolgies/27-08-2013/1170641-mantra-0/
http://www.pravda.ru/science/technolgies/31-12-2012/1136506-onymacris_unguicularis-0/