Pająki dały naukowcom genialnie prostą metodę zbierania wody z powietrza

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

Stwierdzono to w badaniu opublikowanym w czasopiśmie Advanced Functional Materials, którego szczegóły zostały zgłoszone przez New Scientist (aby obejrzeć wideo, przewiń do końca).

Obecnie istniejące metody zbierania wody z powietrza są również skuteczne, ale są procesem energochłonnym. W szczególności metoda kondensacji wymaga powierzchni, która jest chłodniejsza niż temperatura powietrza.

Teraz Yunmei Zheng z Uniwersytetu Beihang w Chinach i jej koledzy opracowali sztuczne włókna z mikrofibry, które są pokryte spiralnymi wypustkami. To właśnie dzięki tym nieregularnościom włókno jest w stanie biernie tworzyć na sobie ogromne krople wody.

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

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

W ramach eksperymentów naukowcy stworzyli urządzenie z 420 spiralnymi wypukłościami o powierzchni 6 centymetrów kwadratowych, które może zebrać około 100 ml wody dziennie w mglistym środowisku.

Aby wyprodukować wystarczającą ilość wody dla jednej osoby dziennie, urządzenie musiałoby być około 17 razy większe. Jego powierzchnia będzie wynosić 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 również bardzo zaawansowanego szkolenia".

Podobne sztuczne sieci już istnieją, ale ich zdolność do zbierania wody ma tendencję do zmniejszania się z czasem. Z kolei tlenek tytanu może sam się naprawiać, reagując z cząsteczkami wody pod wpływem światła ultrafioletowego. Reakcja ta utrzymuje hydrofilowe właściwości materiału, zapewniając mu wysoką zdolność do tworzenia wiązań z wodą.

Wcześniej OBOZREVATEL informował również, że naukowcy nauczyli się pozyskiwać energię elektryczną z powietrza.

Subskrybuj kanały Telegram i Viber OBOZREVATEL, aby być na bieżąco z najnowszymi osiągnięciami.