Kaktüs ve çöl böcekleri gibi canlılar havadaki suyu depolayabildiklerinden, çok kurak bölgelerde hayatta kalabilirler. Çünkü bu canlılar bu kurak havadaki suyu toplamak için evrimleşmiş mekanizmalara sahiptirler. Örneğin, Namib çöl böceği, kabuklarındaki tümseklerle damlacıkları toplarken, kaktüslerin de iğneleri damlacıkları kaktüsün vücuduna yönlendirir.
Harvard Üniversitesi John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler (SEAS) Okulu ve Wyss Enstitüsü Biyolojik İlham Mühendisliği ‘nden (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering) araştırmacılar doğadaki organizmalardan ilham alarak, kurak ortamlarda havadan su toplayabilecek ve taşıyabilecek sistemler geliştiriyor.
“Herkesi biyo ilham alan materyal araştırmaları heyecanlandırıyor. Doğal sistemlerden ilham alan bir sistem üretmek istiyoruz. Araştırmamızda kompleks biyo esinlenme yaklaşımıyla, çoklu biyolojik türleri evlendirerek, yüksek verimli materyaller geliştirilebileceğini gösterdik. Bu sayede biyomimetriklerde yeni umut vadeden bir yönde ilerliyoruz,” diyor Wyss Enstitüsü’nden Joanna Aizenberg,
Nature dergisinde tarif edilen sistemde çöl böceklerinin çıkıntılı kabuğu, kaktüs iğnelerinin asimetrik yapısı ve böcekçil bitkilerin kaygan yüzeylerinden ilham alındığı belirtiliyor. Bu materyal doğal sistemlerin enerjisini elde ederek, Aizenberg’in laboratuvarı Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces technology (SLIPS)’de geliştirildi. Bu sayede su damlalarının yoğunlaşmış damlaları toplanabiliyor.
Bu yaklaşım sayesinde sadede su eldesi değil endüstriyel ısı dönüştürücüleri de geliştirilebilir.
Atmosferik suyun eldesinde en büyük zorluklardan biri de damlacıkların büyüklüğünü kontrol etmek .Oluşum hızları ve akış yönleri bunda başlıca etkendir.
Yıllar süren araştırmalarda böceklerin kabuğundaki hibrit kimyaya odaklanarak, hidrofilik üst ve hidrofobik çevrelenmeler incelendi. Böylece böceği suyu nasıl çektiği anlaşılabildi. Buna rağmen , Aizenberg ve ekibi farklı bir olasılıktan ilham alarak, konveks şişliklerin kendi kendine su toplayabileceğini gördü.
“Deneysel olarak bu tümseklerdeki geometrilerin tek başına yoğunlaşmayı kolaylaştırabildiğini gördük. Bu tümsek şekilleri optimize ederek, detaylı teorik bir modelleme yarattık ve bunu da kaktüs iğnelerindeki asimetri ve böcekcil bitkilerdeki sürtünmesiz kaplamayla birleştirdik. Böylece kısa sürede, diğer yüzeylere göre çok daha büyük bir hacimde su toplayabilecek bir materyal geliştirdik,” diyor araştırmanın doktora sonrası yazarlarından Kyoo-Chul Park.
Bu araştırma sayesinde pasif su toplama sistemleri geliştirilerek depolanabilir.
Araştırma ABD Enerji Bakanlığı tarafından destekleniyor.
Kaynak : http://www.seas.harvard.edu/news/2016/02/pulling-water-from-thin-air
Araştırma Referansı :
- Kyoo-Chul Park, Philseok Kim, Alison Grinthal, Neil He, David Fox, James C. Weaver, Joanna Aizenberg. Condensation on slippery asymmetric bumps. Nature, 2016; DOI: 10.1038/nature16956
