Технология из пустыни: ученые создали кристалл для сбора влаги из воздуха
Международная команда ученых во главе с профессором химии Нью-Йоркского университета в Абу-Даби Панче Наумовым разработала кристалл для сбора влаги из воздуха. Статья об изобретении вышла в Journal of the American Chemical Society.
Принцип действия новинки, которую ее создатели назвали кристаллами Януса, вдохновлен пустынными растениями и животными, которые могут выживать в засушливых условиях. Многие жуки и ящерицы эволюционировали, чтобы развить поверхностные структуры для захвата влаги из воздуха. У них есть как гидрофильные, так и гидрофобные области — одни притягивают H2O, другие переносят ее внутрь.
Исследователи выбрали три универсальных органических соединения, из которых вырастили эластичные органические кристаллы. Они проверили, как каждый из этих материалов взаимодействует с влагой воздуха, что привело к созданию новых материалов для сбора воды. Кристаллы Януса устроены точно так же, как природный оригинал: гидрофильная поверхность, впитывающая воду, и гидрофобные участки для ее переноса в емкость для сбора. Процесс легко контролировать, потому что кристаллы узкие и прозрачные.
На сегодняшний день самый распространенный способ получения питьевой воды в засушливых регионах — опреснение. Он очень энергозатратный. Конденсация воздушной влаги кристаллами Януса происходит спонтанно и вообще не требует энергии.
В отличие от разработанных ранее пористых органических кристаллов, новинка объединяет функции впитывания, конденсации и сбора воды на своей поверхности, что сделало ее самой эффективной по сравнению с аналогами.
«Атмосфера Земли содержит огромное количество неиспользованной пресной воды, поэтому нам отчаянно нужны материалы, которые могут эффективно улавливать и собирать эту влажность и конденсировать ее в питьевую воду. Наши органические кристаллы не только отличаются механической податливостью и оптической прозрачностью, но и открывают путь к разработке самочувствительных эффективных поверхностно-активных сборщиков, что в конечном счете решает общественную проблему нехватки воды», — прокомментировал Наумов.
