Команда сообщает об их работе онлайн сегодня (30 марта) в Научных Достижениях, находящемся в открытом доступе журнале.«Приблизительно с 4 миллиардами человек, живущих в ситуации нехватки воды во время, по крайней мере, некоторой части года, недорогой метод для сбора урожая воды от водяного пара или от капелек тумана в воздухе мог иметь огромное практическое применение и поможет облегчить проблемы нехватки воды во многих областях мира», заявил лидер проекта, Tak-спойте Вонга, который является Семьей Wormley Ранний Профессиональный профессор в Техническом и доценте машиностроения, Государственного университета Пенсильвании.
Много получающих воду технологий не так эффективны, потому что, когда вода привлечена на гидрофильную поверхность, вода имеет тенденцию формировать лист и цепляется за поверхность, будучи сложно удалять. Но постдокторский ученый Вонга, Саймон Дэй, теперь доцент в UT Даллас, смотрел на объединение различных биологических стратегий создать скользкое решение для водного сбора урожая.«С SRS мы объединили скользкий интерфейс насекомоядного растения с поверхностной архитектурой рисового листа, у которого есть микро/наноразмерные направленные углубления на его поверхности, которая позволяет воде быть удаленной очень легко в одном направлении, но не другом», сказал Дэй.Дэй развивал вдохновленную насекомоядным растением скользкую поверхность с гидрофильной химией.
В то же время он добавил направленные углубления и дал новой поверхности грубость микромасштаба, которая увеличила площадь поверхности. Уровень воды и сбора урожая тумана непосредственно пропорционален на сумму площади поверхности, на которой могут сформироваться капельки.
Рис вдохновленные листом углубления смахивает водные капельки далеко посредством капиллярного действия или силы тяжести.Посредством экспериментов, выполненных в Государственном университете Пенсильвании, команда показала, что эти поверхности могут собрать крошечные водные капельки из воздуха по уровню быстрее, чем много современных поверхностей. Молекулярные моделирования динамики выполнили в UT, которое объяснил Даллас коллегой Дэя, Стивеном Нилсоном, почему гидрофильная поверхность была особенно хороша в водном сборе урожая.
«Если материал SRS произведен в масштабе, мы оцениваем, что можем собрать более чем 120 литров воды за квадратный метр поверхности в день, и мы можем далее увеличить темп заготовки воды, оптимизировав SRS», сказала Нэн Сун, аспирант в группе Вонга и соавтор бумаги, названной «Гидрофильные Направленные Грубые Поверхности для Заготовки Воды».Команда Вонга в настоящее время работает над оптимизацией и увеличением масштаба SRS с целью создать очень эффективные системы заготовки воды для обеспечения чистой воды в регионах нехватки воды.
Другие на проекте из Государственного университета Пенсильвании – аспиранты Бирджитт Бошич Стоджин и Цзин Ван; и бывший постдокторский ученый в лаборатории Вонга, Шикуэн Янг, теперь преподаватель в Чжэцзянском университете. Исследователи подали американский временный патент для этой работы.
Национальный научный фонд, энергия управления перспективных исследований, Офис Военно-морского Исследования, Covestro LLC и Научно-исследовательского института Материалов в Государственном университете Пенсильвании поддержали эту работу.