Desarrollan cristales para recolectar agua del aire sin energía adicional
El mecanismo transforma la humedad de la atmósfera en agua potable, y podría ser clave para enfrentar la crisis hídrica.
La humedad que flota en la atmósfera es una fuente inmensa y prácticamente inagotable de agua dulce. Aunque se han desarrollado diversos métodos para capturarla y almacenarla, ninguno ha logrado ser lo suficientemente autónomo, eficiente o económico.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi presentó un innovador material, que atrapa la humedad del aire y la transforma en agua potable, todo sin gastar una sola gota de energía.
Se denominan cristales Janus. Se trata de pequeños fragmentos de compuestos orgánicos, químicamente versátiles, que combinan propiedades hidrófilas (que atraen agua) e hidrófobas (que la repelen), y así pueden recolectar agua de la niebla sin usar energía externa.
Los cristales, similares a finas láminas, recolectan por hora unos 15,96 gramos de agua por cada centímetro cuadrado. Según aseguró el profesor Pance Naumov, líder del desarrollo, los cristales podrían contribuir a enfrentar la crisis hídrica global.
La estructura de los cristales no solo permite capturar agua, sino también transportarla hacia un recipiente de recolección de manera espontánea y sin necesidad de energía. Los detalles del desarrollo fueron presentados en el Journal of the American Chemical Society.
Además, presentan ventajas adicionales: son translúcidos, lo que permite monitorear el proceso de recolección en tiempo real usando luz, y poseen una flexibilidad mecánica que los hace útiles para diversas aplicaciones.
Inspiración en la naturaleza
La bioinspiración, es decir, tomar ideas de la naturaleza para resolver problemas humanos, está detrás de este avance. La ciencia ha aprendido de las hojas de loto para crear superficies repelentes al agua y de las telarañas para diseñar materiales ultrarresistentes.
Esta vez, los investigadores se inspiraron en las adaptaciones de animales y plantas del desierto, como los escarabajos y lagartos, que desarrollaron adaptaciones evolutivas para captar y transportar humedad en entornos áridos.
Lo que diferencia a estos cristales es que combinan funciones en un solo material. Esto hace que el proceso pueda ser automatizado y eficiente. Naumov destacó que este avance no solo aborda problemas locales, sino que tiene el potencial de influir a nivel global.
“La atmósfera de la Tierra contiene una cantidad inmensa de agua dulce que, hasta ahora, no hemos logrado aprovechar eficientemente. Este material nos acerca un paso más a soluciones prácticas y sostenibles”, dijo el científico.
Un paso hacia la sostenibilidad
La idea de extraer agua del aire no es nueva. En el pasado, se han desarrollado tecnologías como atrapanieblas, estructuras de mallas diseñadas para recolectar gotas de agua de la neblina, especialmente en regiones desérticas. Sin embargo, la eficiencia de estas tecnologías a menudo es limitada y requiere intervención humana constante.
El método tradicional de desalinización, aunque efectivo, requiere altos consumos de energía para separar las sales del agua. Por eso, según los científicos, estos cristales buscan aprovechar el proceso natural de condensación, y ofrecer una alternativa ecológica y económica para acceder a agua potable.
Si los cristales Janus se implementan a mayor escala, podrían cambiar la forma en que las comunidades enfrentan la escasez de agua, especialmente en áreas donde las fuentes tradicionales son inaccesibles o insuficientes.
La ambición de controlar el agua y adaptarla a nuestras necesidades sigue siendo un objetivo crucial en un mundo donde la población crece y los recursos se agotan.
Referencia de la noticia:
Linfeng Lan, Liang Li, Chenguang Wang, Panče Naumov, and Hongyu Zhang. Efficient Aerial Water Harvesting with Self-Sensing Dynamic Janus Crystals.
Journal of the American Chemical Society 2024 146 (44)