Istraživači sa Cornella su pokazali da vuna obojena polydopaminom, uključujući ultracrnu varijantu inspirisanu perjem riflebirda, može desalinizovati slanu vodu koristeći samo sunčevu energiju. U dvostrano vertikalnoj konfiguraciji ultracrna vuna je proizvela 2,43 kg/m²/h, a polydopamin-samo vuna 2,21 kg/m²/h. Materijal je radio 10 sati bez nakupljanja soli, voda je bila ispod WHO standarda, a prednost je i to što je vuna biorazgradiva.
Ultracrna Vuna Sa Cornella Pretvara Sunčevu Energiju u Pijaću Vodu — 2,43 kg/m²/sat
Bird-inspired ultrablack wool capture 2.43 kg of water per square meter for 10 hours
Skoro polovina svetske urbane populacije mogla bi do 2050. ostati bez pristupa pijaćoj vodi, pokazuju trenutne projekcije. Istraživači sa Univerziteta Cornell okrenuli su se neočekivanom izvoru inspiracije — tamnom perju ptica — i razvili biorazgradivu vunenu tkaninu koja pomoću sunčeve svetlosti može desalinizovati slanu vodu.
Šta su uradili istraživači?
Tim na čelu sa Larissom Shepherd (Department of Human Centered Design) i istraživačem Kyuinom Parkom demonstrirao je da vuna obojena polydopaminom, uključujući i dodatno obrađenu ultracrnu varijantu inspirisanu riflebird perjem, može da proizvodi pitku vodu putem tehnike nazvane interfejsna solarna proizvodnja pare. Rad je objavljen u časopisu Advanced Science.
Kako to funkcioniše?
Polydopamin je polimer inspirisan melaninom koji snažno upija blisko-infracrveno zračenje i efikasno pretvara svetlost u toplotu. U prethodnim radovima laboratorije Shepherd, polydopamin-bojena vuna je dodatno obrađena plazmenim etchovanjem koje stvara nano-fibrile za još bolje hvatanje svetlosti i postizanje ekstremne crne boje.
U postavci za desalinizaciju, specijalizovani materijal delimično pluta na površini vode i zagreva je sunčevom energijom; zagrejana površina stvara paru koja se potom kondenzuje u pitku vodu, dok većina soli ostaje u izvornoj tečnosti.
Rezultati
Istraživači su testirali tri arhitekture vunenog materijala u tri konfiguracije: horizontalno (ravno na vodi), jednosmerno vertikalno i dvostrano vertikalno (uz korišćenje ogledala za osvetljavanje obe strane). Najbolje rezultate dala je dvostrano vertikalna konfiguracija.
U toj konfiguraciji ultracrna vuna je proizvela 2,43 kg vode po m² po satu (2,43 kg/m²/h), dok je vuna tretirana samo polydopaminom dostigla 2,21 kg/m²/h. To je približno duplo više od tradicionalnih horizontalnih evaporacionih postavki.
Materijal je radio kontinuirano 10 sati bez klasičnog problema nakupljanja soli (salt fouling). Nivoi soli u dobijenoj vodi bili su značajno ispod standarda Svetske zdravstvene organizacije (WHO) za pijaću vodu.
Zašto je ovo važno?
Glavna prednost pristupa zasnovanog na vuni je njena biorazgradivost: za razliku od plastike, vuna se neće raspadati u trajnu mikroplastiku. Autori napominju da su rezultati polydopamin-same vune već vrlo dobri, pa dodatni korak plazmenog etchovanja za postizanje ultracrne boje možda neće uvek biti neophodan, iako može dati dodatni godišnji dobitak u proizvodnji vode.
Dalji koraci
U narednim istraživanjima planira se testiranje tretirane vune na kišnici i otpadnim vodama, kao i razvoj praktičnih dizajna za prikupljanje i skladištenje pročišćene vode u realnim uslovima.
Zaključak: Rešenje je obećavajuće kao niskotehnološka, biorazgradiva opcija za solarno desalinisanje, posebno u područjima gde je jednostavna, održiva i pristupačna tehnologija potrebna.
Pomozite nam da budemo bolji.
