Nuovo sistema per la raccolta dell’acqua: la nano-foresta di carbonio

Un tappetino composto da miliardi di minuscoli tubi di carbonio potrebbe un giorno aspirare l’acqua dal nulla, anche nei luoghi più secchi della Terra. Questo oggetto prende l’ispirazione dalle ali del coleottero del deserto del Namib e potrebbe contribuire a portare l’acqua tanto necessaria alle regioni aride.La nano-foresta di carbonio

Per sopravvivere nel suo ambiente arido, lo scarabeo del deserto del Namib ha sviluppato un pattern di molecole idrofile e idrorepellenti sulle sue ali, formando una serie di alti e bassi. Inclinando il corpo verso il vento, il coleottero può utilizzare questo modello per raccogliere le molecole d’acqua dalla nebbia del mattino, formando goccioline che sono dirette verso il basso nella sua bocca.

Ispirati dallo scarabeo, i ricercatori hanno applicato due strati – un polimero idrofilo sulla parte superiore e uno idrorepellente sul fondo – a un 1 centimetro pieno di sottili nanotubi di carbonio. Una volta terminato, lo strato superiore attira le molecole d’acqua nella foresta di carbonio, senza necessità di un alimentatore esterno, spiegano i rapporti online del team di questo mese in ACS Applied Materials & Interfaces. Essendo stata attirata all’interno della foresta, l’umidità è contenuta sul fondo e ai lati della struttura, anche se una parte può essere persa per evaporazione nel tempo. Come una spugna, la foresta di nanotubi può semplicemente essere spremuta per rilasciare l’acqua che ha raccolto, dopo di che il materiale può essere riutilizzato.

Il volume di vapore acqueo che può raccogliere la nano-foresta dipende dall’umidità dell’aria. In condizioni di asciutto, la nano-foresta dal peso di 8 milligrammi e una superficie superiore di 0,25 centimetri quadrati, ha attirato più di un quarto del proprio peso in acqua in 11 ore; in ambienti umidi, tuttavia, la sua efficienza aumentata e ha raccolto l’80% del suo peso in 13 ore.

Secondo i ricercatori, il concetto ha il potenziale per diventare un efficace dispositivo di raccolta dell’acqua, che sarebbe particolarmente utile nelle regioni che non ricevono abbastanza pioggia per sostenere adeguatamente la popolazione locale, anche se il costo di produzione dovrà essere ridotto prima che le nano-foreste possano essere prodotte su larga scala. “Il collo di bottiglia” è la costruzione di una nano-foresta abbastanza grande a buon mercato, spiega l’autore Robert Vajtai, uno scienziato dei materiali alla Rice University di Houston, in Texas, ma portare l’attuale tecnologia della raccolta dell’acqua a lavorare ad una scala più grande “non dovrebbe sollevare grandi sfide.”

“Questo è un approccio interessante e si aggiunge ad una serie di alternative già esistenti” per la raccolta dell’acqua in ambienti asciutti, dice Jas Pal Badyal, un chimico presso la Durham University nel Regno Unito, che non è stato coinvolto in questa ricerca. Kenneth Lau, un ingegnere chimico presso la Drexel University di Philadelphia, in Pennsylvania, è d’accordo, elogiando in particolare il nuovo processo a base di plasma che i ricercatori hanno usato per creare la complessa architettura del bosco. Tuttavia Lau si interroga se i nanotubi di carbonio sono davvero la scelta ottimale per il supporto della struttura di tale collettore, concludendo che, per semplicità, “forse altri materiali porosi possono essere valutati.”

Lascia un commento

Nome *
Email *
Sito web