Forscher des Sensible Fabrics Lab (SML) und des Middle for Sensible Engineering Fabrics (CSEM) an der NYU Abu Dhabi (NYUAD) haben über eine neuartige Methode zur Gewinnung von Wasser aus natürlich vorkommenden Quellen wie Nebel und Tau berichtet.
In der Studie beobachteten der Forschungswissenschaftler Patrick Commins und die Postdoktorandin Marieh B. Al-Handawi zum ersten Mal den Prozess, bei dem Wasser spontan von seinem Dampf in eine flüssige Shape kondensiert und sich über die Oberfläche eines langsam sublimierenden organischen Kristalls bewegt. Es wurde festgestellt, dass dies durch Änderungen in der Breite kleiner Kanäle verursacht wird, die im Laufe der Zeit auf der Oberfläche des Kristalls erscheinen und das kondensierte Wasser über die Oberfläche des Kristalls leiten.
In dem Papier mit dem Titel Autonomer und gerichteter Wasserfluss und Partikeltransport über eine sublimierende dynamische Kristalloberfläche in der Zeitschrift veröffentlicht Naturchemiebeschreiben Forscher den Prozess der Kondensation und Bewegung von Wasser, das Partikel auf der Oberfläche von Hexachlorbenzolkristallen trägt, einer Verbindung, die häufig als Fungizid verwendet wird. Aufgrund der Sublimation hat die Oberfläche dieses Fabrics eine starre Topographie mit definierten parallelen Kanälen. Es wurde beobachtet, dass sich kleine feste Partikel wie Staub oder sogar metallische Nanopartikel autonom entlang der Kanäle bewegen. Es wurde festgestellt, dass die Bewegung dieser Partikel durch das kondensierte Luftwasser verursacht wird, das aufgrund der Veränderung des Querschnitts und der Breite der Kanäle im Laufe der Zeit durch die Kanäle wandert.
Ein autonomer Wasserfluss wurde zuvor erreicht, indem entweder chemische Oberflächenmodifikationen oder präzise hergestellte Mikrokanäle oder auf der Oberfläche natürlicher Systeme wie einiger Pflanzen oder Insekten verwendet wurden. Die Ergebnisse dieser neuen Studie haben das Potenzial, die Entwicklung neuer Technologien zur Nutzung natürlich vorkommender Wasserquellen wie Tau und Nebel zu leiten, die derzeit nur von einigen Wüstenpflanzen und -tieren zum Überleben genutzt werden. Die neue Forschung baut auf dem Verständnis der Wassersammlungsmechanismen solcher biologischer Strukturen auf, während sie einen grundlegend anderen Mechanismus für den Wassertransport präsentiert.
„Die Bewegung von Wasser auf festen Oberflächen ist eines der grundlegendsten Phänomene in der Natur“, sagte Panče Naumov, Leiter des Sensible Fabrics Lab und Direktor des Middle for Sensible Engineering Fabrics und korrespondierender Autor der Studie. „Durch jahrtausendelange Evolutionsprozesse wurden Oberflächen natürlicher Organismen für einen effizienten Wassertransport für eine Vielzahl von lebenserhaltenden Funktionen optimiert. Pflanzen tun dies, indem sie Wasser gegen die Schwerkraft bewegen. Unser Staff hat einen neuen Weg entdeckt Wasser über eine dynamische feste Oberfläche zu bewegen, ein grundlegend neues zugrunde liegendes Prinzip der Wassersammlung. Dies kann eine Inspiration für neue Technologien sein, die möglicherweise die Effizienz von Versuchssystemen maximieren könnten, die für die Sammlung von Luftfeuchte verwendet werden.“