Material inspirado em cactos coleta água dia e noite

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/06/2021

As microárvores, inspiradas nos espinhos dos cactos, coletam água dia e noite.
[Imagem: Ye Shi et al. - 10.1038/s41467-021-23174-0]

Coleta de neblina e vapor solar

Além das necessidades históricas das regiões mais secas, as mudanças climáticas trouxeram uma larga variabilidade nos ritmos das chuvas.

Isso gerou um esforço de pesquisa significativo para a criação de dispositivos capazes de extrair água potável diretamente do ar.

Alguns sistemas fazem isso usando energia solar, enquanto outros, ainda que com menor rendimento, conseguem capturar a rala umidade do ar, o que os permite funcionar também à noite.

A geração de vapor solar é uma técnica de coleta de água na qual o calor do Sol faz com que a água se transforme em vapor, que é então condensado em água potável. Ela funciona melhor nas áreas costeiras porque também é capaz de dessalinizar a água, embora só funcione durante o dia.

A produção de água pela coleta de neblina é exatamente o que parece: À noite, as nuvens baixas ficam mais pesadas, portando gotas de água; dispositivos capazes de aglutinar e coletar essas gotículas então transformam a névoa em água potável.

Detalhes da estrutura do material coletor de água.
[Imagem: Ye Shi et al. - 10.1038/s41467-021-23174-0]

Aprendendo com quem sabe

Agora, Ye Shi e colegas do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos EUA, criaram um material para coletar água potável do ar que funciona de dia e de noite, combinando as duas tecnologias de coleta de água em uma.

Para isso, Shi foi buscar inspiração em quem faz isso há milhões de anos: os cactos.

O resultado é um material biomimético, uma membrana de hidrogel com microarquiteturas, capaz de produzir água por meio da geração solar de vapor-água e da coleta de névoa, fundindo as duas técnicas em um único dispositivo.

A membrana é formada por minúsculos espinhos, que lembram árvores de Natal, mas na verdade são inspirados no formato dos espinhos dos cactos.

"Os cactos são adaptados de forma única para sobreviver em climas secos," disse Shi. "No nosso caso, essas espinhas, que chamamos de 'microárvores", atraem gotículas microscópicas de água que estão suspensas no ar, permitindo que elas deslizem pela base da espinha e se aglutinem com outras gotículas, formando gotas relativamente pesadas que eventualmente convergem em um reservatório de água."

Em um teste durante a noite, uma amostra do material, com uma área de 125 centímetros quadrados (cm2), coletou cerca de 35 mililitros de água da névoa. Em testes durante o dia, o material coletou cerca de 125 mililitros de água pelo método do vapor solar.

Bibliografia:

Artigo: All-day fresh water harvesting by microstructured hydrogel membranes
Autores: Ye Shi, Ognjen Ilic, Harry A. Atwater, Julia R. Greer
Revista: Nature Communications
Vol.: 12, Article number: 2797
DOI: 10.1038/s41467-021-23174-0