Создан прибор, собирающий пресную влагу из воздуха с помощью «микродеревьев»
Новый прибор вооружен крохотными иглами, которые собирают влагу из воздуха днем и ночью и отправляют ее в специальный резервуар
На Земле много воды, но печальная правда кроется в том, что лишь малая ее часть пригодна для питья. Вода парит в воздухе вокруг нас, где мы не можем получить к ней доступ, и покоится в огромных океанах, слишком соленых или грязных.
Вот почему ученые исследуют способы добычи пресной воды из обоих этих источников. В настоящее время разрабатывается ряд устройств, которые выжимают влагу из воздуха с помощью пористых материалов, улавливающих молекулы воды. В то же время, другие системы используют солнечную энергию для испарения грязной воды, затем улавливают пар и повторно конденсируют уже чистую воду в резервуаре.
Но недавно команда Калифорнийского технологического института объединила обе эти функции в одном устройстве. Ключевым моментом является новая гидрогелевая мембрана с очень специфическим наноразмерным рисунком, выгравированным на ней. Поверхность содержит множество крошечных структур, смоделированных по образцу шипов кактусов, сделанных из гидрофильного материала, который притягивает воду.
«Кактусы уникально приспособлены к засушливому климату», — уверяет И Ши, соавтор исследования. «В нашем случае импровизированные шипы, которые мы называем "микродеревьями", притягивают микроскопические капли воды из воздуха, позволяя им скользить по основанию стержня и сливаться с другими каплями, чтобы в конечном итоге оказаться внутри резервуара с водой».
Мембрана из гидрогеля помещается в ящик и приступает к сбору питьевой воды. Днем она поглощает тепло солнечного света, нагревая грязную воду под мембраной. Затем пар собирается на прозрачной крышке и стекает в резервуар. Ночью эту крышку можно снять, чтобы на мембрану попал туман снаружи.
Команда протестировала систему на образцах материала размером от 55 до 125 см2. Оказалось, что в течение дня материал может собрать около 125 мл воды из пара днем и около 35 мл из тумана за ночь. Цифры скромные, однако исследователи считают, что при постоянной работе устройства суточная «урожайность» может составить до 34 литров на квадратный метр материала.