سوسک بیابانی، الهام‌بخش تولید آب در مناطق خشک

در سراسر جهان مردمانی زندگی می‌کنند که با مشکل کمبود آب مواجه هستند. محققان ماده‌ای ساخته‌اند که می‌تواند با متراکم کردن هوا، از آن آب استخراج کند. آنها با الهام گرفتن از سه گونه‌‌ی جاندار، از جمله سوسک بیابانی نامیب (Nameeb)، چنین ماده‌ای را ساختند.

پوسته‌ی این حشره برجستگی‌های ریز زیادی دارد که در آنها قطرات آب تشکیل می‌شوند. محققان این پوسته را مبنای کارشان قرار دادند. اما این آب‌ها باید به سطح پوسته منتقل شوند، تا برای ساختن آبِ بیشتر، فضا ایجاد شود. راه حل محققان برای این کار در کاکتوس وجود داشت. آنها از ساختار سطح کاکتوس و سنبله‌های آن الهام گرفتند و از ماده‌ا‌ی آب گریز استفاده کردند. برای این ماده‌ی آب‌گریز هم، از لبه‌ی لغزنده‌ی گیاهان گوشت‌خوار کوزه‌ای کمک گرفتند. محققان با ترکیب این سه نوآوری سطحی ساختند که می‌تواند به طور مداوم از هوا، آب تولید کند.

نویسندگان این مقاله می‌گویند ساخت چنین ماده‌ای می‌تواند باعث افزایش تولید آب و الکتریسیته شود. شاید یک قطره‌ی کوچک آب، ناچیز به نظر بیاید، اما فرایندهای فیزیکی مربوط به تشکیل و حرکت مایعات برای عملکرد نیروگاه‌های برق حرارتی، سیستم‌های نمک‌زدایی و سیستم‌های تهویه ضروری است.

علاوه بر این، تراکم برای جمع‌آوری آب شیرین در اقلیم‌های خشک حیاتی است. معضل کم‌آبی در این مناطق یک مشکل جهانی است که روز به روز شدت بیشتری می‌گیرد.

محققان قبلا هم تلاش کرده‌ بودند که از توانایی‌های شگفت‌انگیز سوسک بیابانی نامیب الگوبرداری کنند. این حشره با استفاده از پوسته‌ی ناهموارش، آب مورد نیازش را از بادهای مه‌آلود و دوره‌ای در بیابان تامین می‌کند.

تاکنون دانشمندان فکر می‌کردند که خاصیت شیمیایی سطح پوسته‌ی این سوسک‌ها عامل اصلی جمع‌آوری آب بوده. اما حالا در این مطالعه‌ی جدید پی برده‌اند که در واقع، چیدمان فیزیکی و مکان این برجستگی‌ها اهمیت زیادی دارند.

براساس این مطالعه، در چنین سطوحی، قطرات آب با شش برابر سرعت بیشتری بزرگ می‌شوند. این ماده می‌تواند در مقایسه با دیگر مواد، در زمان کوتاهی، حجم زیادی از آب را منتقل کند. «کیو-چول پارک»، یک محقق پسادکتری و اولین نویسنده‌ی این مقاله می‌گوید: «ما با آزمایش فهمیدیم که هندسه‌ی این برجستگی‌ها می‌تواند فرایند تراکم را آسان کند.»

محققان می‌گویند انتظارشان این بود که قطرات بزرگ‌تر در سطوح سردتر تشکیل ‌شوند. اما آزمایش‌هایشان الگویی دقیقا متضاد آن را نشان داد؛ یعنی قطرات بزرگ‌تر در دماهای بالاتر تشکیل می‌شوند. این ساز و کار می‌تواند در مناطق گرم و خشک بسیار مفید باشد. چرا که بیشتر وقت‌ها قطرات آب در آن مناطق قبل از اینکه جمع‌‌آوری شوند، بخار می‌شوند. این سیستم می‌تواند برای تولید برق هم مفید باشد.

 ‌

 منبع: Science Mag