Una spugna artificiale per estrarre acqua dall’aria

Altro che cammelli e dromedari: l’evoluzione è riuscita a fare molto di più per combattere il pericolo di disidratazione. Lo insegnano i coleotteri delle nebbie, piccoli insetti che vivono nel deserto del Namib, in grado di estrarre acqua dall’aria attraverso un complesso meccanismo di attrazione e repulsione dei liquidi: le loro ali sono infatti caratterizzate dalla presenza di protuberanze e depressioni rivestite da molecole che ricavano acqua in forma gassosa dalla nebbia del mattino – donde il nome dell’insetto – e la trasportano alla bocca. Il coleottero è servito di ispirazione all’équipe di Sehmus Ozdenun, della Rice University di Houston, per realizzare una matrice, simile a una spugna, composta da una “foresta” di milioni di nanotubi di carbonio, in grado di ricavare acqua dall’aria.

I ricecatori spiegano il funzionamento di questa “matrice igroscopica” sulle pagine di Applied Materials and Interfaces. La spugna è composta da due strati polimerici, uno superiore idrofilo e uno inferiore idrofobo, montati su una base di nanotubi di carbonio spessa 1 cm. La parte idrofila cattura l’acqua che, una volta entrata, rimane bloccata nella foresta di nanotubi dallo strato idrofobo. “La matrice”, spiega Ozden, “non richiede nessun tipo di energia esterna per funzionare e può essere strizzata come una spugna, rilasciando acqua e quindi tornando ad essere nuovamente utilizzabile”.

Il dispositivo creato dagli scienziati della Rice University, al contrario di un deumidificatore che utilizza energia e lavora in ambiente umido, non ha bisogno di essere alimentato e assorbe acqua anche in condizioni di aria secca. L’efficienza dipende dall’umidità presente: un dispositivo di 8 mg, con una superficie idrofila di 0.25 cm2, assorbe circa l’80% del suo peso in 13 ore di esposizione in ambente umido, mentre la percentuale scende al 27% in ambiente arido. Secondo Ozden, il problema principale del dispositivo, per ora, è nella sua dimensione troppo ridotta: “Quando sarà possibile costruire foreste di nanotubi in larga scala”, suggerisce lo scienziato, “sarà più facile produrre spugne igroscopiche efficienti”.

Riferimenti: Applied Materials and Interfaces doi:10.1021/am5022717

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