Вчені створили інноваційний наноматеріал, що збирає воду з повітря

Американські науковці з Університету Пенсильванії випадково відкрили новий клас наноматеріалів, здатних збирати воду з повітря без потреби в зовнішньому джерелі енергії. Під час експериментів з поєднанням гідрофільних нанопор і гідрофобних полімерів дослідники помітили утворення крапель на поверхні матеріалу — і це стало поштовхом до вивчення його унікальних властивостей.

Матеріал поєднує в собі компоненти, які водночас притягують і відштовхують воду, створюючи нову форму саморегульованого середовища. Вода з повітря проникає в нанопори, конденсується навіть за низької вологості, а потім природним чином виходить на поверхню у вигляді крапель. На відміну від традиційних рішень, які потребують охолодження чи густого туману, ця система працює завдяки явищу капілярної конденсації.

Команда довела, що вода дійсно надходить зсередини матеріалу, а не лише конденсується на поверхні, збільшуючи товщину зразків і спостерігаючи збільшення кількості води. Ще однією несподіванкою стало те, що краплі, які з’являлися на поверхні, не випаровувалися так швидко, як передбачалося — вони залишалися стабільними тривалий час, попри свою малість.

Цей ефект було підтверджено партнерами з Технічного університету Мюнхена, які вивчали матеріал за допомогою зміни поляризації світла. Дослідники визнали, що раніше нічого подібного не спостерігали, і вважають це відкриття перспективним для подальших досліджень у галузі наноструктур.

Матеріал є не лише ефективним, а й придатним для масового виробництва — його створено зі звичайних полімерів та наночастинок за допомогою стандартних методів. Він може використовуватись у пасивних системах збору води в посушливих регіонах, охолодженні електроніки або як «розумне» покриття, чутливе до вологості.

Надалі команда планує вдосконалити співвідношення гідрофільних і гідрофобних компонентів, масштабувати виробництво та розробити способи, які допоможуть краплям легше стікати з поверхні. Вчені сподіваються, що новий матеріал стане основою технологій для забезпечення чистою водою сухих регіонів і створення систем охолодження, які працюють виключно внаслідок вологості повітря.