Havadan su yakalayan kristaller geliştirildi

Sudaki mineral bileşenleri çıkaran desalinasyon işlemi, tarım ve insan tüketimi için temiz su elde etmede yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Bunun yanı sıra, atmosferdeki nemli havadan veya sisten içme suyu elde etme yöntemleri de mevcuttur. Ancak bu tekniklerin büyük miktarda enerji gerektirmesi, sürdürülebilirlik açısından önemli bir sorun teşkil etmektedir.

Abu Dabi New York Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, enerji ihtiyacını sıfıra indiren bir yöntemle havadan su çıkarma başarısını elde etti. Independent Türkçe‘nin aktardığı bulgular, Journal of the American Chemical Society adlı hakemli dergide yayınlandı. Bilim insanları, kurak ortamlarda yaşayan bitki ve hayvanlardan ilham alarak bu yenilikçi yöntemi geliştirdiler.

Örneğin, çölde yaşayan bazı böcekler ve kertenkeleler, vücutlarındaki hidrofilik (suyu çeken) ve hidrofobik (suyu iten) alanlar sayesinde havadaki nemi etkili bir şekilde yakalayabiliyorlar. Su, hidrofilik alanlara çekilirken, damlacıklar hidrofobik alanlarda birikip taşınıyor.

Araştırmacılar, işe kimyasal açıdan çok yönlü üç organik bileşen seçerek başladılar. Bu bileşenlerden elastik organik kristaller geliştirerek, havadaki suyla nasıl etkileşime girdiklerini kapsamlı bir şekilde test ettiler. Nihayetinde, Janus kristali adını verdikleri, yüzeyinde hem hidrofilik hem de hidrofobik bölgeler bulunan bir malzeme ortaya çıkardılar. Bu alanlar, suyun yakalanmasını ve bir hazneye aktarılmasını sağlıyor.

Janus kristallerinin sisteki nemi yakalamada son derece başarılı olduğu belirtiliyor. Bilim insanları, bu kristallerin yüzeyleri sayesinde enerji girdisine ihtiyaç duymadıklarını vurguluyorlar. Ayrıca, kristallerin dar ve ışık geçiren yapıları sayesinde, araştırmacılar ışık kullanarak sis damlacıklarının toplanıp yoğunlaşmasını anlık bir şekilde izleyebiliyorlar.

Daha önceki gözenekli organik kristallerin aksine, bu yeni teknoloji su toplama ve su verme işlevlerini yüzeyde birleştirerek ortam koşullarında toplanan su miktarını en üst düzeye çıkarıyor. Çalışmaya liderlik eden Pance Naumov, bu kristallerin su kıtlığıyla mücadelede önemli bir rol oynayabileceğini ifade ediyor:

• Dünya atmosferinde bol miktarda kullanılmamış tatlı su bulunuyor.
• Ancak bu nemi etkili bir şekilde yakalayıp toplayabilecek ve içilebilir suya dönüştürebilecek malzemelere acilen ihtiyacımız var.