A Jilin Egyetem, a NYU Abu Dhabi Smart Materials Lab és a Center for Smart Engineering Materials kutatócsoportja Pance Naumov vegyészprofesszor vezetésével olyan új kristályos anyagot fejlesztett ki, amely energiabefektetés nélkül képes vizet gyűjteni a párából és ködből. A kettős természetükről Janus-kristálynak nevezett anyagot a csapadékmentes területeken élő sivatagi növények és állatok ihlették.

A sivatagi bogarak és gyíkok hidrofil (vízvonzó) és hidrofób (víztaszító) felületi struktúrákat fejlesztettek ki magukon, amelyek hatékonyan fogják fel a nedvességet a levegőből. A vizet a hidrofil területek vonzzák, a hidrofób területek felfogják, ahol felhalmozódik és elszállítódik. Az új kristály is éppen így működik: aktív, önérzékelő vízgyűjtő területeket képez, ahol összegyűjti a légkörből származó nedvességet. Megfelelő méretezés után a hidrofób rész pedig eljuttatja az összegyűjtött vizet 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 kialakítás lehetővé teszi, hogy a ködcseppek összegyűjtésének és kondenzálódásának folyamatát valós időben, a fényt megfigyelő eszközként használva megfigyeljék. Ez nem igényel energiabefektetést, így potenciálisan végtelen mennyiségű tiszta vízforrást biztosít. 

A Föld légköre rengeteg kiaknázatlan édesvizet tartalmaz, de sürgősen szükségünk van olyan anyagokra, amelyek képesek hatékonyan felfogni és összegyűjteni ezt a nedvességet, és ivóvízzé kondenzálni. A kutatók szerint a kristályokkal most egy nagy lépést tettünk ebbe az irányba. 

Szerintük a kifejlesztett kristályok nem csak a szerves kristályok mechanikai alkalmazkodóképességét és optikai átlátszóságát használják ki, hanem megnyitják az utat az aktív, önérzékelő és hatékony, felületaktív vízgyárak tervezése előtt is, amelyek megfelelően méretezve, nagyobb léptékben alkalmazva, enyhíthetik a vízhiányt a csapadékmentes területeken.

Forrás: Interesting Engineering

A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock