Vedci náhodou objavili nový typ materiálu, ktorý dokáže čerpať vodu zo vzduchu bez použitia energie. Objav môže znamenať nový spôsob získavania vody v suchých oblastiach a svoje miesto by našlo aj v chladení elektroniky či budov. Na štúdiu upozornil portál Interesting Engineering.

Cieľom štúdie nebolo získať vodu

Výskum vznikol na Fakulte inžinierstva a aplikovaných vied Pensylvánskej univerzity, kde tím vedcov skúmal kombináciu hydrofilných (vodomilných) nanopórov a hydrofóbnych (vodu odpudzujúcich) polymérov. K ich prekvapeniu sa na povrchu materiálu začali tvoriť kvapky vody.

„Ani sme sa nesnažili zachytávať vodu. Nedávalo to zmysel. A vtedy sme začali klásť otázky,“ povedal Daeyeon Lee, profesor chemického a biomolekulárneho inžinierstva.

Lee s ďalšími výskumníkmi z Technickej univerzity v Mníchove sa pustili do hlbšej analýzy materiálu. Zistili, že kľúčom k tomuto nezvyčajnému správaniu je fenomén kapilárnej kondenzácie, čo je jav, pri ktorom sa vodná para mení na kvapalinu vo veľmi malých póroch, aj keď vlhkosť je relatívne nízka. V bežných systémoch na získavanie vody je potrebné chladiť povrch alebo čakať na hustú hmlu.

Penn Engineering

„V našom materiáli sa voda najprv kondenzuje v póroch, potom sa objaví na povrchu ako kvapky,“ vysvetlil Amish Patel a dodal, že v bežných nanopórových materiáloch voda po kondenzácii zostáva vo vnútri. „Toto sme nikdy predtým nevideli a spočiatku sme týmto pozorovaniam ani neverili.“

Aby sa uistili, že nejde len o povrchovú kondenzáciu alebo náhodu, ktorá vznikla rozdielom teplôt, sme sa rozhodli zvýšiť hrúbku materiálu. Ak by kvapky vznikali len na povrchu, hrúbka by nemala žiadny vplyv. Množstvo zachytenej vody sa so zvýšenou hrúbkou zvyšovalo, čo potvrdilo, že voda skutočne prichádza z vnútra. Prekvapilo ich však aj to, že kvapky nevyschli tak rýchlo, ako by sa dalo očakávať.

„Nič podobné sme nikdy nevideli. Je to absolútne fascinujúce a nepochybne to podnieti nový a vzrušujúci výskum,“ uviedol Stefan Guldin.

Materiál vznikol zo štandardných polymérov a častíc, ktoré boli vyrobené podľa bežných výrobných postupov. Materiál by mohol byť použitý v pasívnych systémoch na zber vody v púštnych oblastiach, ako aj pri výrobe inteligentných náterov, ktoré reagujú na zmenu vlhkosti.

Štúdia bola publikovaná v Science Advance. Vedci teraz plánujú optimalizovať pomer a škálovať materiál na praktické využitie. Ich cieľom je vytvoriť technológie, ktoré dokážu zabezpečiť čistú vodu v suchých oblastiach a zároveň slúžiť ako udržateľné chladiace systémy, poháňané výhradne vodnou parou zo vzduchu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky