Ученые превратили воздух в воду без электроэнергии: за счет чего им это удалось

Группа ученых из Цзилиньского университета, Лаборатории интеллектуальных материалов Нью-Йоркского университета в Абу-Даби и Центра интеллектуальных инженерных материалов создала инновационный тип умных кристаллов, пишет Interesting Engineering.

Кристаллы не только используют преимущества механической гибкости и оптической прозрачности органических кристаллов, но и прокладывают путь к разработке активных, самочувствующих и эффективных поверхностно-активных сборщиков. При использовании в более крупных масштабах эти материалы могут помочь в борьбе с нехваткой воды на общественном уровне.

Исследователи выявила три органических соединения с высокой химической универсальностью для выращивания эластичных органических кристаллов. Они проверили, как различные материалы взаимодействуют с содержащейся в воздухе водой, образуя кристаллы Януса. Эти кристаллы обладают четкими гидрофильными и гидрофобными областями на своих поверхностях. Гидрофильная область эффективно захватывает воду, в то время как гидрофобная часть облегчает перенос собранной воды в указанный сосуд.

Кристаллы Януса демонстрируют исключительно высокую эффективность улавливания влаги из атмосферы, демонстрируя замечательную способность к сбору воды. Тонкие, светопроницаемые конструкции позволяют исследователям наблюдать процесс сбора и конденсации капель тумана в режиме реального времени, используя свет в качестве инструмента контроля.

Опреснение — широко используемый метод получения питьевой воды из соленой воды. Однако этот процесс извлечения растворенной соли требует значительных затрат энергии, что делает его энергоемким решением. Кристаллы Януса позволяют содержащейся в воздухе влаге или туману самопроизвольно конденсироваться в условиях окружающей среды.

Этот процесс обеспечивает эффективный сбор влаги без необходимости дополнительных затрат энергии, что подчеркивает уникальные свойства этих кристаллов, облегчающие сбор воды из окружающей среды. Он не требует затрат энергии и потенциально может стать бесконечным источником чистой воды.

Кристаллы Janus значительно превосходят ранее известные пористые органические кристаллы, поскольку на их поверхности объединены функции сбора и подачи воды. Эта инновационная конструкция обеспечивает высокоэффективный процесс сбора воды, оптимизируя сбор воды даже в условиях окружающей среды.

Атмосфера Земли содержит огромное количество неиспользованной пресной воды, но нам срочно нужны материалы, которые могут эффективно улавливать и собирать эту влагу и конденсировать ее в питьевую воду, пояснили ученые.