Крошечные структуры, вдохновленные формой шипов кактуса, позволяют новому материалу собирать питьевую воду днем и ночью. Для его создания исследователи объединили две технологии в одну. Материал, представляющий собой гидрогелевую мембрану с микроархитектурой, может собирать воду путем генерации солнечного пара и сбора тумана. Это два независимых процесса, для которых обычно требуются два отдельных устройства.

Статья об этом материале вышла в журнале Nature Communications.

Ночью низко расположенные облака вдоль морских побережий наполняются каплями воды. Устройства, способны собирать эти капли и превращать туман в питьевую воду.

Переработка солнечного пара — еще один метод сбора воды. Он особенно хорошо работает в прибрежных районах, поскольку также способен очищать воду и ночью, и днем. В этом методе солнечное тепло заставляет воду испаряться, его можно сконденсировать в питьевую воду.

«Нехватка воды — это огромная проблема, которую человечеству придется преодолеть, поскольку население планеты продолжает расти, — отмечает Джулия Грир, профессор материаловедения, механики и медицинской инженерии. — Вода покрывает три четверти земного шара, но только около половины процента приходится на доступную пресную воду».

Исследователи посвятили свою карьеру разработке микро и наноархитектурных материалов, то есть материалов, сама форма которых (контролируемая на каждом масштабе длины, наноскопическом и микроскопическом) придает им необычные и потенциально полезные свойства. В этом случае они создали мембрану из массива крошечных шипов, которые напоминают елочные игрушки, но на самом деле вдохновлены формой шипов кактуса.

В ходе испытаний, проведенных ночью, образцы материала площадью от 55 до 125 квадратных см смогли собрать около 35 мл воды из тумана. В испытаниях, проведенных днем, материал был способен собрать около 125 мл воды из солнечного пара.