I ricercatori dell’Università della Pennsylvania e dell’Università del Texas a Dallas hanno ideato una superficie ruvida e scivolosa, può raccogliere l’acqua dall’aria. La nuova superficie di raccolta dell’acqua è ispirata alla pianta di brocca tropicale e alle foglie di riso, può superare le altre tecnologie simili.
In tutte le zone di siccità, dove le precipitazioni sono molto rare o praticamente inesistenti, alcune piante e insetti specializzati hanno definito strategie ingegnose per far fronte alle condizioni difficili, estraendo e raccogliendo l’acqua direttamente dall’aria, dalla nebbia che scorre nelle vicinanze.
Tak-Sing Wong, assistente professore d’ingegneria meccanica dell’Università della Pennsylvania, ha detto:
«Gli scienziati ispirati dalla natura hanno ideato tutti i tipi di tecnologie per raccogliere letteralmente l’acqua dal nulla, il problema è che queste sono inefficienti.
La configurazione di base di tali dispositivi di raccolta dell’acqua è una superficie idrofila, attira l’acqua, il liquido si aggrappa alla superficie di raccolta dell’acqua, rendendo difficile rimuoverla in modo che più acqua può essere raccolta».
Tak-Sing Won con l’aiuto dei colleghi dell’Università del Texas a Dallas è stato in grado di combinare due diverse strategie biologiche per realizzare una superficie scivolosa per la raccolta dell’acqua. In particolare, i ricercatori hanno imitato l’interfaccia scivolosa di una pianta di brocca tropicale e l’architettura superficiale della foglia di riso, le cui scanalature unidirezionali permettono all’acqua di gocciolare facilmente in una direzione, ma non nell’altra.
Tak-Sing Won ha detto:
«Abbiamo preso in prestito i concetti di progettazione dalla pianta di brocca tropicale, che ha un’interfaccia scivolosa, e dalla foglia di riso, che ha micro scanalature direzionali, per creare una superficie lubrificata direzionale che può rimuovere rapidamente l’acqua non appena è raccolta in superficie.
Il video mostra l’efficacia di una superficie ruvida e sdrucciolevole (a sinistra) nell’incanalare e dirigere le gocce d’acqua a una velocità maggiore rispetto alle altre due superfici. Il materiale rappresenta un nuovo modo di ottimizzare le applicazioni di raccolta dell’acqua.
Gli esperimenti hanno dimostrato che la superficie scivolosa e ruvida può raccogliere le gocce d’acqua dall’aria più velocemente di qualsiasi altra tecnologia concorrente. Secondo una stima, il giorno può raccogliere 120 litri d’acqua per metro quadrato. In confronto, i materiali tipici per la raccolta della nebbia possono raccogliere acqua nell’ordine di 1-10 litri per metro quadrato il giorno. Inoltre, il tasso di raccolta dell’acqua in futuro può essere ulteriormente ottimizzato.
Le nostre superfici possono essere incorporate in una vasta gamma di materiali, inclusi metalli come l’alluminio usando processi industriali economici, il costo dipenderebbe da materiali specifici e dai processi necessari per le applicazioni.
Stiamo esplorando le prestazioni di raccolta dell’acqua delle nostre superfici ingegnerizzate in una serie di condizioni ambientali.
Il nostro obiettivo è di sviluppare le migliori superfici di raccolta dell’acqua in grado di raccogliere la massima quantità direttamente dall’aria in modo semplice ed economico al fine di risolvere la sfida della carenza idrica in tutto il mondo».
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science Advance.
