Technológia nájdená v púšti: kryštál vytvorený na zber vlhkosti zo vzduchu

Janusove kryštály nepotrebujú energiu na výrobu pitnej vody zo vzduchu.Medzinárodný tím vedcov pod vedením profesora chémie z New York University Abu Dhabi Panche Naumova vyvinul kryštál na zber vlhkosti zo vzduchu.

Článok o vynáleze bol publikovaný v časopise Journal of the American Chemical Society.

Princíp fungovania nového produktu, ktorý jeho tvorcovia nazvali Janusove kryštály, je inšpirovaný púštnymi rastlinami a živočíchmi, ktoré dokážu prežiť v suchých podmienkach. Mnoho chrobákov a jašteríc sa vyvinulo tak, že vyvinuli povrchové štruktúry na zachytávanie vlhkosti zo vzduchu. Majú hydrofilné aj hydrofóbne oblasti – niektoré priťahujú H2O, iné ho transportujú dovnútra.

Vedci vybrali tri univerzálne organické zlúčeniny, z ktorých vypestovali elastické organické kryštály. Testovali, ako každý z týchto materiálov interaguje s vlhkosťou vo vzduchu, čo viedlo k vytvoreniu nových materiálov na zber vody. Kryštály Janus sú navrhnuté úplne rovnako ako prírodný originál: hydrofilný povrch, ktorý absorbuje vodu a hydrofóbne plochy na jej prenesenie do zbernej nádoby. Proces je ľahko ovládateľný, pretože kryštály sú úzke a priehľadné.

Dnes je najbežnejšou metódou získavania pitnej vody v suchých oblastiach odsoľovanie. Je to veľmi energeticky náročný proces. Ku kondenzácii vzdušnej vlhkosti Janusovými kryštálmi dochádza spontánne a vôbec si nevyžaduje energiu.

Na rozdiel od predtým vyvinutých poréznych organických kryštálov nový produkt kombinuje funkcie absorpcie, kondenzácie a zachytávania vody na svojom povrchu, vďaka čomu je v porovnaní s analógmi najúčinnejší.

„Atmosféra Zeme obsahuje obrovské množstvo nevyužitej sladkej vody, takže zúfalo potrebujeme materiály, ktoré dokážu efektívne zachytiť a zhromaždiť túto vlhkosť a skondenzovať ju na pitnú vodu. Nové organické kryštály sa vyznačujú nielen mechanickou poddajnosťou a optickou transparentnosťou, ale tiež otvárajú cestu k vývoju samočinných, účinných kolektorov povrchovo aktívnych látok, čo v konečnom dôsledku rieši verejný problém nedostatku vody,“ komentoval Naumov.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11689

Preložil: OZ Biosféra www.biosferaklub.info