GyártásTrend - Innovatív megoldás: Energia felhasználása nélkül nyernek vizet a levegőből!
Egy nemzetközi kutatócsoport innovatív módon rugalmas, szerves kristályokat fejlesztett ki, amelyek képesek vízmolekulákat vonzani a levegőből, mindezt energia felhasználása nélkül.
A Jilin Egyetem, a NYU Abu Dhabi Smart Materials Lab és a Center for Smart Engineering Materials kutatócsoportja, Pance Naumov vegyészprofesszor irányítása alatt, egy forradalmian új kristályos anyagot alkotott meg. Ez az innovatív anyag képes vízgőzből és ködből vizet nyerni, mindezt energiabefektetés nélkül. Az anyag, melyet a kettős természetéről Janus-kristálynak kereszteltek, a sivatagi környezetben élő növények és állatok alkalmazkodási stratégiáit vette alapul, így a csapadékmentes területeken élő ökoszisztémák inspirálták a fejlesztését.
A sivatagi bogarak és gyíkok különleges felületi struktúrákat alakítottak ki, amelyek hidrofil (vízvonzó) és hidrofób (víztaszító) tulajdonságokkal rendelkeznek, így rendkívül hatékonyan képesek a levegőből származó nedvességet összegyűjteni. A hidrofil részek vonzzák a vizet, míg a hidrofób felületek lehetővé teszik annak megtartását és továbbítását. Az újonnan kifejlesztett kristály is hasonló elven működik: aktív, önérzékelő vízgyűjtő területeket hoz létre, amelyek összegyűjtik a légkörből érkező nedvességet. Miután megfelelő méretűre formálódik, a hidrofób rész segít az összegyűjtött víz irányított eljuttatásában a kijelölt tartályokba.
A kutatócsoport három olyan szerves vegyületet azonosított, amelyek nagy kémiai sokoldalúsággal rendelkeznek a rugalmas szerves kristályok termesztéséhez. Ezek lehetővé teszik a levegőben lévő nedvesség vagy köd spontán kondenzálódását környezeti körülmények között.
A vékony, fényáteresztő struktúra lehetőséget teremt arra, hogy a ködcseppek gyűjtését és kondenzációját valós időben figyelemmel kísérjük, miközben a fénydetektáló eszközként funkcionál. Ennek a megoldásnak az előnye, hogy nem igényel energiafelhasználást, így potenciálisan korlátlan mennyiségű tiszta vízforrást kínál.
A Föld légkörében hatalmas mennyiségű kiaknázatlan édesvíz rejtőzik, amely sürgős megoldást igényel. Olyan anyagokra van szükségünk, amelyek képesek hatékonyan megkötni és összegyűjteni ezt a nedvességet, majd ivóvízzé alakítani. A kutatók legfrissebb felfedezései szerint a kristályok alkalmazása jelentős előrelépést jelent ezen a területen.
Az általuk kifejlesztett kristályok nem csupán a szerves kristályok mechanikai alkalmazkodóképességét és optikai átlátszóságát kihasználják, hanem új lehetőségeket is nyitnak az aktív, önérzékelő és hatékony, felületaktív vízgyárak tervezéséhez. Ezek a vízgyárak, ha megfelelően méretezve és nagyobb léptékben alkalmazva, jelentős szerepet játszhatnak a vízhiány mérséklésében a csapadékban szegény területeken.
Forrás: Interesting Engineering
A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock
