Růže vědce inspirovala k levnému mechanismu pro sběr a čištění vody

- Technologie autor: Radek Chlup

Růže, která je nejčastěji spojována s romantikou, se díky vědcům z Texaské univerzity v Austinu může stát ještě něčím více. Vymysleli a vynalezli zařízení pro sběr a čištění vody, které je inspirováno touto elegantní květinou a může dramaticky zlepšit současné metody.

Růže mají k zachytávání vody ideální tvar květu. Ilustrační snímek

Růže mají k zachytávání vody ideální tvar květu. Ilustrační snímek,zdroj: Profimedia.cz

Tým vedený Donglei Fanovou, profesorkou z Cockrellovy inženýrské školy v Austinu, vyvinul šikovný mechanismus tvorby čisté vody. Zařízení má fungovat tak, že energie ze slunečního světla oddělí od vody sůl a jiné nečistoty pomocí vypařování. Profesorka Fanová se o vynálezu rozpovídala pro časopis Advanced Materials. V rámci toho jej popsala jako nový solární mechanismus, který je inspirován růží. Tvoří ho černé papírové lístky, které jsou připojeny k trubičce, připomínající stopku květiny. Tato stopka sbírá neošetřenou vodu z jakéhokoliv zdroje, 3D tvar květu má usnadnit struktuře shromáždit a zadržet vodu.

Současné solární technologie jsou drahé, objemné a většinou přinášejí omezené výsledky. Metoda týmu profesorky Fanové využívá levné, lehké a snadno přenosné materiály. Každá struktura, která připomíná květ, stojí jen dva centy a dovede produkovat více než půl galonu vody za hodinu na metr čtvereční. "Hledali jsme efektivnější způsoby, jak použít solární techniku vypařování pro výrobu vody pomocí černého papíru, který je potažený speciálním typem polymeru –  polypyrrolem,” řekla Fanová. Polypyrrol je totiž známý pro své fototermální vlastnosti – účinnost v přeměně slunečního světla na teplo.

Inspirace nalezena v literatuře

Fanová se svým týmem dlouho experimentovala s různými tvary, než našla ten správný. Vědci začali tím, že umístili jednotlivé kulaté vrstvy natřeného papíru na zem se slunečním světlem. Jednotlivé listy sice vykazovaly potenciál ke sběru vody, ale nebylo to dostačující. Profesorka si tedy pohrávala s dalšími tvary, ale bez úspěchu.

Inspiraci nakonec našla v knížce, kterou četla na střední škole – "Černý tulipán" od Alexandra Dumase. Napadlo ji, že by mohla použít tvar květu růže, a tento nápad byl nakonec skutečně tím nejlepším. Tvar květu růže dovolil přímému slunečnímu světlu lépe zasáhnout fototermický materiál s vnitřními odrazy. Rovněž poskytl větší povrchovou plochu pro vodní páru, která se pak z materiálu rozptylovala.

"Navrhli jsme systém sběru a čištění vody tak, aby zahrnoval spojovací bod pro nízkotlaké čerpadlo, které pomáhá kondenzovat vodu efektivněji," řekl Ph.D. Weigu Li – vedoucí autor studijního dokumentu a kandidát laboratoře profesorky Fanové. Dodal, že mechanismus obsahuje skleněnou nádobu, která slouží k bezpečnému skladování vody.

Navíc může umělá růže sbírat kapky deště. Voda se okamžitě dostane do okvětních lístků, kde ji polypyrrolová látka promění na páru. S tímto mechanismem se od vody přirozeně oddělují veškeré nečistoty – kontaminace těžkými kovy, bakterie a sůl z mořské vody. Vzniká tak voda, která splňuje přirozené standardy pro pití, které stanovila Světová zdravotnická organizace. Podle profesorky Fanové by mohl mechanismus inspirovat nová paradigmata solárních technologií pro jednotlivce i celé domácnosti.

Zdroj: ScienceDaily

Tagy: nanotechnologie věda a technika věda a poznání inovace a technologie