К 2050 году почти половина городского населения планеты рискует столкнуться с нехваткой питьевой воды — на 50% больше, чем в 2016 году. Экологичные методы опреснения становятся вопросом выживания, и исследователи из Корнеллского университета предложили решение, отчасти вдохновленное райской птицей.
Полидопамин — полимер, созданный по образцу меланина из мидий, — обладает высокой химической связностью и поглощает ближний инфракрасный свет, преобразуя его в тепло. В лаборатории адаптивного дизайна одежды (RAD) путем окрашивания шерсти полидопамином и плазменного травления исследователи получили ультрачерный материал, имитирующий глубокий черный цвет великолепной райской птицы. Это самая темная ткань из когда-либо существовавших.
Группа ученых применила эту ткань в методе межфазной генерации солнечного пара — материал частично погружается в воду, нагревается солнцем и превращает верхний слой в пар, улавливая соль. Команда добилась десяти часов непрерывной работы без накопления соли.
Идея состоит в том, чтобы использовать натуральные материалы и использовать их таким образом, чтобы районы, которые не обязательно имеют развитую инфраструктуру, могли получать чистую воду из соленой воды. Шерсть биоразлагаема, и нам не нужно беспокоиться о микропластике и других материалах, которые не разлагаются.
Окрашенную шерсть протестировали в трех конфигурациях: горизонтальной, вертикальной с одной стороны и вертикальной с зеркалами для освещения с обеих сторон. Двусторонняя вертикальная установка с ультрачерной шерстью поглощала 2,43 кг воды на кв. метр в час — почти вдвое больше традиционных систем. Содержание соли оказалось значительно ниже стандарта ВОЗ.
По словам Шеперд, эффективность полидопамина настолько высока, что плазменное травление может оказаться необязательным, хотя ультрачерный вариант дает заметное преимущество в скорости испарения. В будущем технологию планируют протестировать на дождевой и сточной воде, а также на усовершенствованных конструкциях для сбора воды.
Ранее Наука Mail рассказывала, дагестанские ученые создали «умные» фильтры для питьевой воды.