Павуки підказали вченим до геніального простий метод збору води з повітря

Штучні волокна, сплетені на кшталт павутиння можуть забезпечити масштабний збір води з туману в місцях, де немає доступу до чистої та питної води. Досліди показали, що гвинтові нерівності волокна здатні збирати на собі в 2000 разів більше води, ніж об'єм самих нерівностей.

Відео дня

Про це йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Advanced Functional Materials, подробиці якого переповідає New Scientist (щоб подивитися відео, доскрольте новину до кінця).

Наразі існуючі методи збору води з повітря теж дієві, але вони є енергоємним процесом. Зокрема, метод конденсації передбачає існування поверхні, яка має бути прохолоднішою за температуру повітря.

Тепер Юнмей Чжен з Університету Бейхан в Китаї та її колеги розробили штучні нитки з мікроволокна, які вкриті спіралеподібними нерівностями. Саме завдяки цим нерівностям волокно здатне пасивно створювати на собі величезні краплі води.

Аби досягти такого ефекту вчені вкрили пластикове мікроволокно шаром гідрофільного (водолюбного) діоксиду титану. Внаслідок цього на волокні утворилися випуклості, які надалі за допомогою високих температур доводять до спіральної форми.

Спіральна структура дозволяє суттєво збільшити площу поверхні, на якій можуть закріпитися краплі води. Також це дозволяє воді краще триматися на волокні. Як показали дослідження вчених, така випуклість може зібрати на собі в 2000 разів більше води, ніж її власний об'єм.

В межах експериментів вчені створили прилад з 420 спіральний нерівностей розміром 6 квадратних сантиметрів, який за добу в туманному середовищі може зібрати близько 100 мл води.

Для того, щоб забезпечити вироблення води, достатньої для однієї людини на добу, пристрій потрібно збільшити приблизно в 17 разів. Його площа складе близько 108 квадратних сантиметрів.

Вчені зізналися, що ідею свого виробу позичили з природи, а саме – з павутини, яка аналогічним чином здатна збирати великі об'єми води. Вони також визнають, що "це виглядає цікаво, але також вимагає дуже складної підготовки".

Подібні штучні павутини вже існують, але їхня здатність збирати воду з часом має тенденцію до зниження. Натомість, оксид титану може самовідновлюватися, вступаючи в реакцію з молекулами води під впливом ультрафіолетового світла. Ця реакція підтримує гідрофільні властивості матеріалу, забезпечуючи йому високу здатність до створення зв'язків з водою.