砂漠生物に学ぶ新素材、エネルギー不要で空中から水を採取する技術

Tokyo吉林大学やNYUアブダビのスマートマテリアルラボ、スマートエンジニアリングマテリアルセンターに属する研究チームが、パンセ・ナウモフ教授の指導のもとで、エネルギーを使わずに空気中から水を集めることができる画期的な素材を開発しました。このヤヌス結晶は、乾燥地帯で効率的に水分を集める植物や動物を基に設計されています。

ヤヌス結晶は、3種の異なる有機化合物から作られています。これらの化合物はそれぞれ、水を引きつける部分と水をはじく部分を持つ柔軟な構造を形成します。この特性により、材料は2つの重要な機能を果たすことができます。

• 水の捕捉: 親水性の部分が空気中の水滴を引き寄せて集めます。
• 水の移動: 疎水性の部分がこれらの水滴を効率よく収集地点へ運びます。

このシステムは、霧から非常に効率的に水を集め、新たな水収集の記録を打ち立てました。海水の塩を取り除くために多くのエネルギーを必要とする淡水化とは異なり、ヤヌスクリスタルはエネルギーを使わずに空気中の水分を集めることができます。これにより、エネルギーが得にくい場所やコストが高い場所での使用に適しています。

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これらの結晶は、水が集まる様子をリアルタイムで観察しやすくするために設計されています。透明であるため、研究者は光を利用して霧の水滴がどのように集まり水になるかを観察することができます。これにより、これらの結晶が様々な環境でどれほど効果的に機能するかを理解する手助けとなります。

ヤヌス結晶を利用した大気中からの水の収集は、乾燥地帯における水不足の問題解決に役立つ可能性があります。これらの結晶は大気中の湿気を集め、安全に飲める水を提供し、信頼できる水源がない地域社会に貢献します。

将来的な研究では、ヤヌスクリスタルと他の技術を組み合わせて、水の収集効率を向上させる方法を探ることができるでしょう。また、既存の水管理システムに組み込む可能性もあります。これらの材料がさらに発展すれば、再生可能で持続可能な技術を利用し、世界的な水不足という重大な社会問題に対処する新しい方法として、重要な役割を果たすかもしれません。