La inspiración golpeó a Yi Zheng en una visita de verano a una granja lechera local. Había vacas y caballos y, Zheng se dio cuenta, eso significaba que había estiércol por todas partes.

Profesor asociado de ingeniería mecánica e industrial en Northeastern, Zheng siempre está buscando ideas sobre cómo crear algo funcional a partir de materiales naturales. Todavía no estaba seguro de qué artículo útil podría hacer con estiércol, pero Zheng estaba bastante seguro de que ese material prometía. Y no faltaría.

Así que el profesor le pidió al granjero un balde para llevarlo a su laboratorio. El granjero obedeció, "sin cargo", recuerda Zheng.

Al mismo tiempo, Zheng estaba desconcertado por un problema global:la escasez de agua potable. Unos 1.420 millones de personas viven en áreas de vulnerabilidad hídrica alta o extremadamente alta, según UNICEF. Y se prevé que eso empeore.

Como posible solución, los ingenieros han estado trabajando para idear formas de convertir el agua de mar en agua dulce. Han ideado algunas herramientas para eliminar toda esa sal en un proceso llamado desalinización. Los sistemas de desalinización generalmente se basan en una película delgada que sirve como filtro que extrae la sal del agua de mar cuando se evapora a través de ella.

"Pero ese material es un poco caro de fabricar, y el material en sí no es sostenible", dice Zheng. Además, "todo el proceso de desalinización del agua consume electricidad".

Zheng pensó, ¿por qué no podemos simplemente usar la luz solar para impulsar la desalinización?

Su visión no era instalar un montón de paneles solares en las plantas desalinizadoras. Más bien, Zheng tenía un enfoque más directo. Quería diseñar un filtro que se colocaría en el agua de mar al aire libre y se activaría con la luz solar. No se necesita electricidad.

Ahí es donde entra el estiércol.

Cuando Zheng llevó el balde apestoso a su laboratorio, él y su equipo decidieron calentarlo a 1.700 grados Celsius (3.092 grados Fahrenheit) para eliminar cualquier bacteria en el estiércol. Una vez que lo hicieron, los investigadores descubrieron que habían producido una forma de carbono en polvo. Usaron ese polvo negro para hacer una espuma, que convirtieron en un material altamente absorbente que flota en la superficie del agua. Cuando se expusiera a la luz del sol, el agua debajo del material negro se convertiría en vapor y lo atravesaría.

Zheng tuvo el presentimiento de que ese proceso sería un buen desalinizador, por lo que recolectó un poco de agua del océano para probarlo. De hecho, cuando el vapor del agua salada que había pasado a través del filtro a base de estiércol se condensó de nuevo en agua, estaba notablemente fresca. El agua resultante era tan fresca, dice Zheng, que su concentración de sodio era significativamente más baja que los estándares establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. para el agua potable.

El estiércol no es el único material natural que Zheng y su equipo utilizan para desalinizar el agua de mar a la luz del sol. Other materials they have used to make a solar energy-triggered carbon filter have included tree leaves, cuttlefish ink, crab and lobster shells, hornet nests, and office paper waste. Their approach is described in a series of recent publications in the journals Cell Reports Physical Science , ACS Applied Materials &Interfaces , ACS Omega , Nanoscale and the Journal of Materials Chemistry A .

"The materials we use are totally natural, sustainable," Zheng says. "This natural material performs well, and is low-cost, easy to obtain, and easy to manufacture."

That means this technology could empower local communities to build their own desalination systems, which could be important to move toward equitable access to drinking water around the world, Zheng says. "You cannot simply set a nanofabrication facility in a local village or a town, but people can simply collect the manure from a local farm and burn it easily. So the use of manure and tree leaves makes it really easy to access."