Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Jilin, do Laboratório de Materiais Inteligentes da NYU Abu Dhabi e do Centro de Materiais de Engenharia Inteligentes, liderado pelo professor de Química Pance Naumov, desenvolveu um novo materials cristalino que pode coletar água da neblina sem qualquer entrada de energia.
O design do novo tipo de cristais inteligentes, que os pesquisadores chamaram de cristais Janus, é inspirado em plantas e animais do deserto, que podem sobreviver em condições áridas. Besouros e lagartos do deserto, por exemplo, evoluíram para desenvolver estruturas superficiais que possuem áreas hidrofílicas e hidrofóbicas e capturam efetivamente a umidade do ar. A água é atraída para as áreas hidrofílicas e as gotículas são acumuladas e transportadas através das áreas hidrofóbicas.
As descobertas são apresentadas no artigo intitulado “Environment friendly Aerial Water Harvesting with Self-Sensing Dynamic Janus Crystals”, publicado recentemente no Jornal da Sociedade Química Americana. Os pesquisadores escolheram três compostos orgânicos quimicamente versáteis a partir dos quais cresceram cristais orgânicos elásticos. Eles então testaram como cada um desses materiais interagia com a água transportada pelo ar, o que levou à criação de novos materiais coletores de água, os cristais Janus, que contêm regiões hidrofílicas e hidrofóbicas no nível da superfície, uma para capturar água e outra para transferir. para um recipiente para coleta. Os cristais Janus capturam a umidade do ar úmido com a mais alta eficiência de coleta de água até o momento. As estruturas estreitas e translúcidas dos cristais permitem aos pesquisadores monitorar a coleta e condensação de gotículas de neblina em tempo actual usando luz.
A dessalinização é um método amplamente utilizado para produzir água potável, no entanto, é necessário um processo que consome muita energia para separar o sal dissolvido na água salgada. Em contraste, o processo de condensação da umidade aérea ou neblina utilizado pelos cristais Janus é espontâneo nas condições ambientais e pode ser realizado sem a entrada de energia, fornecendo potencialmente uma fonte infinita de água limpa. Ao contrário dos cristais orgânicos porosos relatados anteriormente, os cristais Janus combinam funções de coleta e distribuição de água em sua superfície, criando um processo de coleta de água altamente eficiente que maximiza a quantidade de água coletada nas condições ambientais.
“A atmosfera da Terra contém uma abundância de água doce inexplorada, mas precisamos desesperadamente de materiais que possam capturar e coletar com eficiência essa umidade e condensá-la em água potável”, disse Naumov. “Os cristais desenvolvidos por nossa equipe não apenas capitalizam a conformidade mecânica e transparência óptica dos cristais orgânicos, mas também abrir caminho para a concepção de colheitadeiras tensioactivas activas, auto-detectadas e eficientes que, quando utilizadas em maior escala, podem ajudar-nos a combater a escassez de água a nível social.
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