Al aprender cómo recolectan el agua los organismos vivos, incluyendo hojas de arroz y plantas de jarra, Los científicos de la Universidad de Texas en Dallas crearon y probaron una combinación de materiales que pueden hacer lo mismo, pero más rápido.

Los caparazones de ciertos escarabajos que habitan en el desierto pueden atrapar y dirigir gotas de agua, al igual que las texturas de las hojas de arroz y las plantas de jarra. Con ese plano natural, investigadores de UT Dallas, en colaboración con Penn State University, diseñó una superficie y la infundió con un lubricante líquido que es hidrófilo:atrae el agua. Pudieron "capturar" gotas de agua de la niebla y el vapor del aire, y dirigirlos rápidamente a los depósitos a través de microsurcos lubricados.

Sus hallazgos aparecen en línea el 30 de marzo en la revista. Avances de la ciencia .

"Procesos existentes para crear agua dulce, como la desalinización, dependen de la transición de vapor a agua, "dijo el Dr. Simon Dai, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería e Informática Erik Jonsson. "Queríamos crear una superficie que pudiera capturar y dirigir las gotas de agua de manera eficiente".

Si una superficie atrapa una gota de agua con demasiada fuerza, no puede moverse lo suficientemente rápido para capturar a una velocidad eficiente, Dijo Dai. Piense en la forma en que el agua baja por una ventana de vidrio. La gota se adhiere firmemente y tarda mucho en llegar al fondo del vaso. Este proceso lento significa que se puede perder algo de agua debido a la evaporación antes de que pueda ser capturada.

Para diseñar un material adecuado, Dai y sus colaboradores tuvieron que cumplir con algunos criterios diversos, incluida la creación de una superficie que permitiera retener uniformemente el lubricante. Es más, la química de la superficie tenía que ser más favorable para el lubricante que para el agua para mojar texturas sólidas, y el lubricante y el agua no se pudieron mezclar.

Las superficies rugosas resbaladizas hidrófilas direccionales de los investigadores, "o SRS, también combinó los mejores elementos de diseño de recolección de agua de varias sustancias naturales. Siguiendo el ejemplo del escarabajo del desierto, querían una superficie que pudiera capturar minúsculas gotas de agua y combinarlas para formar gotas grandes. Emparejaron ese atributo con la función resbaladiza de las plantas de jarra.

"Descubrimos a través de simulaciones que las moléculas que atraen agua (o grupos funcionales hidroxi) son las más eficientes para capturar gotas de agua. Por eso usamos lubricante hidrófilo, "dijo el Dr. Steven Nielsen, profesor asociado en el Departamento de Química y Bioquímica de UT Dallas, y autor del estudio.

"Infundimos nuestras superficies rugosas direccionales con lubricante líquido hidrófilo que es molecularmente móvil, para que pueda ayudar al agua recolectada a fusionarse en gotas más grandes, "Dijo Dai." Además, el material es escalable. A diferencia de las superficies inspiradas en escarabajos donde la creación de gotas solo ocurre en áreas específicas, podemos crear superficies pequeñas o grandes, todo ello con la capacidad de atrapar y mover el agua rápidamente por todas partes de la superficie ".

Otro componente clave del SRS es que se puede optimizar y ajustar para adaptarse a aplicaciones específicas. Estos encajan en una amplia gama de industrias, incluido el aire acondicionado, generación de energía, desalación y captación de agua en regiones áridas.

"Tenemos la esperanza de que estas superficies se puedan ampliar o reducir según las necesidades, "Dijo Dai." Los próximos pasos incluirían mejorar las capacidades de recolección de agua en rangos de humedad más bajos ".

Los investigadores han presentado una patente sobre la tecnología.