Kristaller inspirerade av ökenliv revolutionerar energifri vatteninsamling från luften

StockholmEn forskargrupp från Jilin University, Smart Materials Lab vid NYU Abu Dhabi och Center for Smart Engineering Materials, under ledning av professor Pance Naumov, har utvecklat ett banbrytande material som kan samla upp vatten från luften utan att använda energi. Dessa Janus-kristaller är inspirerade av växter och djur i öknar, som har utvecklat effektiva sätt att samla fukt i torra miljöer.

Januskristallerna består av tre olika organiska föreningar. Varje förening bildar flexibla strukturer med både vattenattraherande och vattenavvisande områden på ytan. Detta gör att materialet kan utföra två viktiga funktioner.

• Vatteninsamling: De hydrofila områden drar till sig och samlar upp vattendroppar från luften.
• Vattenöverföring: De hydrofoba områdena transporterar effektivt dessa droppar till en uppsamlingspunkt.

Detta system fångar upp vatten från dimma på ett mycket effektivt sätt och sätter därmed ett nytt rekord för vatteninsamling. Till skillnad från avsaltning, som kräver mycket energi för att ta bort salt ur havsvatten, kan Janus-kristallerna samla fukt från luften utan att använda energi. Detta gör dem till ett bra alternativ för platser där energi är svårtillgänglig eller mycket dyr.

Läs också:

Idag · 00:54

Frysta bollen runt: nya bevis för en total nedisning under Snowball Earth-eran

Dessa kristaller är utformade för att göra det enkelt att observera hur de samlar vatten i realtid. Eftersom de är genomskinliga kan forskare använda ljus för att se hur dimdroppar samlas och omvandlas till vatten, vilket hjälper dem att förstå hur bra dessa kristaller fungerar på olika platser.

Genom att använda Janus-kristaller för att samla vatten från luften kan vi lösa vattenbrist i torra områden där traditionella vattenkällor är opålitliga. Dessa kristaller extraherar fukt från atmosfären och omvandlar det till rent, drickbart vatten för samhällen som lider av brist på säker dricksvatten.

Framtida forskning kan utforska möjligheterna att kombinera Janus-kristaller med andra teknologier för att öka effektiviteten i vatteninsamling. Dessa material kan också integreras i befintliga vattenhanteringssystem. När de vidareutvecklas kan de bli en viktig del av nya metoder för att hantera globala vattenbristproblem och främja användningen av förnybara och hållbara teknologier för att lösa större sociala utmaningar.