تیمی از محققان در حال طراحی سیستم‌های جدیدی برای جذب بخار آب موجود در هوا و تبدیل آن به مایع هستند. آنها برای این کار از نوعی سوسک و عنکبوت الهام گرفته‌اند.
روشی برای تولید آب از هوا، به سبک سوسک و عنکبوت!
مایکل تام، استاد دانشگاه واترلو و دانشجویان دکترای او، یی وانگ و وینان ژائو، اسفنج‌ها یا غشاهایی با سطح وسیع ساخته‌اند که به طور مداوم رطوبت محیط اطراف خود را جذب می‌کنند.
آب شیرین برای مصرف از رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، آب‌های زیرزمینی و اقیانوس‌ها (با تصفیه) جمع‌آوری می‌شود. فن‌آوری‌های فعلی که دکتر تام در حال توسعه آن است، از طبیعت برای برداشت آب از منابع جایگزین الهام گرفته است، زیرا جهان با چالش جدی کمبود آب شیرین مواجه است.
تام می‌گوید: «تار عنکبوت یک شگفتی مهندسی است. آب به طور موثر توسط تار عنکبوت جذب می‌شود. عنکبوت برای نوشیدن نیازی به رفتن به رودخانه ندارد، زیرا رطوبت هوا را به دام می‌اندازد.»
به طور مشابه، سوسک‌های صحرای نامیب دسترسی آسانی به آب ندارند، اما آب را از هوای رقیق با تکیه دادن به باد به دست می‌آورند تا قطرات آب را از مه با زره‌های بدن خود جذب کنند. این ویژگی اجازه می‌دهد تا رطوبت جمع شود و در دهان آنها چکه کند.
تام و گروه تحقیقاتی او در حوزه مهندسی سطح بیومیمتیک برای برداشت پایدار آب مشغول هستند. یکی از فناوری‌هایی که تام طراحی می‌کند، برداشت آب اتمسفری نام دارد. برای تقلید از ساختار سطحی منحصر به فرد سوسک، گروه تحقیقاتی تام در حال طراحی ساختار سطحی مشابهی با استفاده از امولسیون موم تثبیت‌شده با سلولز برای ساخت سطوحی هستند که قطرات ریز آب را جذب می‌کند و در عین حال قطرات بزرگتر را به سرعت آزاد می‌کند.
تام از مواد طبیعی و گیاهی، برای توسعه فناوری‌های پایدار کار می‌کند. گروه تحقیقاتی او در حال توسعه فناوری هایی هستند که با بهره‌گیری از قدرت علم سطحی و فناوری نانو، قطرات آب را جذب و دفع می‌کند. او با موفقیت کاغذ فوق آب‌گریز و ضد آب تولید کرده است. او همچنین در حال مهندسی یک سطح هوشمند و قابل تنظیم است که آب را از هوا گرفته و با حداقل مصرف انرژی آب را از هوا جدا می‌کند. گام بعدی توسعه یک فرآیند مقیاس‌پذیر برای مهندسی چنین سطوحی است.
سیستم‌های تبخیر خورشیدی مستقیماً انرژی خورشیدی را برداشت کرده، آب را جذب می‌کنند و از طریق تبخیر، بخار قابل جمع‌آوری تولید می‌کنند. این سیستم‌های تولید آب شیرین پیشنهادی ارزان، کم مصرف و سازگار با محیط زیست هستند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان “مهندسی سطح بیومیمتیک برای سیستم‌های برداشت آب پایدار” در نشریه Nature Water به چاپ رسیده است.
