Innovatieve kristallen inspireren tot energiezuinige waterwinning uit lucht, geïnspireerd op woestijnleven

AmsterdamEen team van onderzoekers van de Jilin Universiteit, het Smart Materials Lab van NYU Abu Dhabi en het Center for Smart Engineering Materials, onder leiding van Professor Pance Naumov, heeft een baanbrekend materiaal ontwikkeld dat zonder energie water uit de lucht kan halen. Deze Janus-kristallen zijn geïnspireerd door planten en dieren uit woestijngebieden, die manieren hebben gevonden om in droge omstandigheden efficiënt vocht te verzamelen.

De Janus-kristallen zijn samengesteld uit drie verschillende organische verbindingen. Elke verbinding vormt flexibele structuren met zowel wateraantrekkende als waterafstotende gebieden op het oppervlak. Hierdoor kan het materiaal twee essentiële functies vervullen.

• Wateropvang: De waterminnende delen trekken waterdruppels uit de lucht aan en verzamelen ze.
• Wateroverdracht: De waterafstotende delen zorgen ervoor dat deze druppels efficiënt naar een verzamelpunt worden getransporteerd.

Janus-kristallen breken records in waterwinning uit mist

Dit systeem verzamelt efficiënt water uit mist, waarmee het een nieuw record vestigt voor waterwinning. In tegenstelling tot ontzilting, dat veel energie verbruikt om zout uit zeewater te verwijderen, kunnen de Janus-kristallen vocht uit de lucht halen zonder energie te verbruiken. Dit maakt ze een uitstekende keuze voor regio's waar energie schaars of duur is.

Lees ook:

Vandaag · 00:54

Bevroor 'Snowball Earth' de wereld ooit volledig? Nieuwe baanbrekende bewijzen duiken op

Deze kristallen zijn zo ontworpen dat ze het gemakkelijk maken om te observeren hoe ze in real-time water verzamelen. Doordat ze doorzichtig zijn, kunnen onderzoekers met licht zien hoe mistdruppels zich verzamelen en veranderen in water, wat hen helpt te begrijpen hoe effectief deze kristallen in verschillende omgevingen werken.

Janus-kristallen gebruiken om water uit de lucht te verzamelen, kan helpen bij het oplossen van watertekorten in droge gebieden waar traditionele waterbronnen niet betrouwbaar zijn. Deze kristallen kunnen vocht uit de atmosfeer halen en omzetten in schoon, drinkbaar water voor gemeenschappen die niet over voldoende veilig drinkwater beschikken.

Toekomstig onderzoek kan zich richten op het combineren van Janus-kristallen met andere technologieën om hun wateropname-efficiëntie te verhogen. Ze kunnen ook geïntegreerd worden in bestaande waterbeheersystemen. Naarmate deze materialen verder ontwikkeld worden, kunnen ze een sleutelrol spelen in het aanpakken van mondiale watertekorten, en ondersteunen ze het gebruik van hernieuwbare en duurzame technologieën om grotere maatschappelijke problemen op te lossen.