Събираме вода от въздуха чрез технология, вдъхновена от пустинен бръмбар

Недостигът на вода в различни райони на планетата Земя е проблем, за който все още не е намерено ефективно решение. Въпреки че учените не спират да работят в тази посока, сушата продължава да убива хора в пустинните региони и да ограничава възможностите за отглеждане на животни и растения. Ново проучване дава надеждата, че скоро ще бъде изобретен високотехнологичен материал, чрез който ще се събира максимално количество вода от въздуха. За целта науката заимства от природата, изучавайки покритието на тялото на пустиния бръмар Stenocara gracilipes. Той е известен с това, че оцелява, благодарение на способността си да улавя влагата от морския бриз, навлизащ над неговото обиталище – пустинята Намиб. Насекомото е изучавано многократно и вече има някои разработки, вдъхновени от него. Новото изследване обаче е много по-прецизно и дава отлични резултати.

Woman carrying a baby on her back and container of water from a World Vision borehole on her head, in Sinazongwe ADP, Zambia.

Проучването е на група учени, ръководени от Хънтър Кинг от Университета Акрън в Охайо. Те установили, че текстурата и формата на тялото при пустинните бръмбари имат най-голямо значение за рекордното количество на добиваната от тях вода. Насекомите остават неподвижни в сутрешните часове на деня, когато морският бриз, навлизащ в пустинята, носи богата на влага мъгла. При допира с телата им биват улавяни стотици миниатюрни капчици вода, които после бръмбарите пият.

За да изследва значението на текстурата на материите за добиваното от въздуха количество вода, Хънтър Кинг и неговите колеги отпечатали чрез 3D технология три сфери с различни повърхности – неравна, набраздена и гладка. Те били поставени в специален вятърен тунел, симулиращ движението на съдържащ влага морски бриз. Оказало се, че сферата с неравна повърхност привлича най-много вода – тя е приблизително 2.5 пъти по-ефективна от гладката сфера.

От проучването станало ясно още, че и друга характеристика на материите има много голямо значение за по-големия добив на вода от въздуха – сухотата или влажността на повърхностите. При наличието на тънък филм вода върху определена материя е много по-малко веротно тя да задържи върху себе си капчици от мъглата. Това било установено в сътрудничество с екип специалисти от Университета Илиноис в Урбана, които чрез компютърен модел изследвали поведението на водата върху различни повърхности. 

Учените смятат да създадат материи, притежаващи характеристики като повърхността на тялото на пустинния бръмабар. От тях възнамеряват да изработят палатки, които да събират възможно най-много вода от въздуха, както и бутилки, които на принципа на усилена кондезация сами да се пълнят с годна за пиене вода. Тези изобретения ще са приложими най-вече в пустинни условия и в райони, бедстващи за вода.

Идеята за събиране на скъпоценната течност направо от въздуха не е нова. Жителите на Мароко в някои части на пустинята Сахара и сега прилагат система, която чрез специална мрежа улавя капчици мъгла. Събраната вода се отвежда чрез тръби до обитателите на селището. Новите материали обаче биха увеличили значително водните добиви.

„Изглежда лесно да се събира вода от мъгла, но ако опиташ да я докоснеш, тя просто изчезва през пръстите. Това е целият проблем“, коментира инициаторът на проучването Хънтър Кинг. Той се надява, че инспирираната от пустинния бръмар технология ще бъде много полезна и ще реши до голяма степен затрудненията с водоснабдяването на сухите райони в различни точки на планетата.