Pająki dały naukowcom genialnie prostą metodę pozyskiwania wody z powietrza

Sztuczne włókna tkane jak pajęczyna mogą zapewnić zbieranie wody na dużą skalę z mgły w miejscach, gdzie nie ma dostępu do czystej wody pitnej. Eksperymenty wykazały, że spiralne nieregularności we włóknach mogą zbierać 2000 razy więcej wody niż objętość nieregularności.

Wynika to z badania opublikowanego w czasopiśmie Advanced Functional Materials, którego szczegóły zostały opisane przez New Scientist (aby obejrzeć wideo, przewiń do końca wiadomości).

Obecne metody zbierania wody z powietrza są również skuteczne, ale są to procesy energochłonne. W szczególności metoda kondensacji wymaga istnienia powierzchni, która musi być chłodniejsza niż temperatura powietrza.

Teraz Yunmei Zheng z Uniwersytetu Beihang w Chinach i jej koledzy opracowali sztuczne włókna z mikrofibry pokryte nieregularnościami w kształcie spirali. To właśnie dzięki tym nieregularnościom włókno jest w stanie biernie formować na sobie ogromne krople wody.

Aby osiągnąć ten efekt, naukowcy pokryli plastikowe mikrowłókna warstwą hydrofilowego (kochającego wodę) dwutlenku tytanu. W rezultacie na włóknie powstały wypukłości, które zostały następnie doprowadzone do kształtu spirali przy użyciu wysokich temperatur.

Spiralna struktura znacznie zwiększa powierzchnię, na której mogą przyczepiać się kropelki wody. Pozwala to również wodzie lepiej przylegać do włókna. Jak wykazały badania naukowców, takie wybrzuszenie może zebrać na sobie 2000 razy więcej wody niż wynosi jego objętość.

W ramach eksperymentów naukowcy stworzyli urządzenie składające się z 420 spiralnych wypukłości o powierzchni 6 centymetrów kwadratowych, które mogą zebrać około 100 ml wody w ciągu dnia w mglistym środowisku.

Aby zapewnić produkcję wystarczającej ilości wody dla jednej osoby dziennie, urządzenie musiałoby zostać powiększone 17-krotnie. Jego powierzchnia wynosiłaby około 108 centymetrów kwadratowych.

Naukowcy przyznali, że pomysł na swój produkt zaczerpnęli z natury, a mianowicie z pajęczej sieci, która w podobny sposób jest w stanie gromadzić duże ilości wody. Przyznają również, że "wygląda to interesująco, ale wymaga bardzo złożonego przygotowania".

Podobne sztuczne pajęczyny już istnieją, ale ich zdolność do zbierania wody ma tendencję do zmniejszania się z czasem. Jednak tlenek tytanu może się samoleczyć, reagując z cząsteczkami wody pod wpływem światła ultrafioletowego. Reakcja ta utrzymuje hydrofilowe właściwości materiału, dając mu wysoką zdolność do tworzenia wiązań z wodą.

Wcześniej OBOZREVATEL poinformował również o tym, że naukowcy nauczyli się pozyskiwać energię elektryczną z powietrza.

Subskrybuj kanały OBOZREVATEL w Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami.