Onze planeet wordt steeds droger waardoor watertekort op de loer ligt. Dit vraagt om nieuwe manieren om water te verzamelen. Woestijndieren en -planten geven hierbij het goede voorbeeld.

Hoewel de woestijn niet een perfecte plek is om te leven, zijn er planten en dieren die er graag vertoeven. Bijvoorbeeld de cactus en woestijnkevers. Zij kunnen overleven in deze droge gebieden omdat zij een mechanisme hebben ontwikkeld om water te halen uit de lucht.

Het proces
Dit filmpje laat de nieuw ontwikkelde techniek in zijn werk zien. Het gladde, asymmetrische bobbelige oppervlak (links) verzamelt grotere hoeveelheden water dan het platte, gladde oppervlak (rechts).

Inspiratie
Aangezien onze planeet steeds droger wordt, zijn onderzoekers op zoek naar effectieve manieren om water uit de lucht te onttrekken. De wetenschappers van Harvard, John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, nemen daarom graag een voorbeeld aan de flora en fauna van de woestijn. De studie, beschreven in Nature, is geïnspireerd op de bobbelige schelp van de woestijnkever, de asymmetrische structuur van de cactus en het gladde oppervlak van bekerplanten. De wetenschappers ontwikkelden een nieuw soort materiaal gebaseerd op de voordelen die deze natuurlijke systemen bieden. Dankzij het ontwerp kan er nu makkelijker water onttrokken worden uit de lucht, dat voor meerdere doeleinden gebruikt kan worden.

Wetenschappers hebben zich laten inspireren door de woestijnkever, cactus en bekerplant. Credits: University of Harvard

Wetenschappers hebben zich laten inspireren door de woestijnkever, cactus en bekerplant. Credits: Harvard

Centrales
“Bijvoorbeeld bij thermische energiecentrales,” zegt Philseok Kim, co-auteur van het paper. “Die zijn afhankelijk van condensors om op een snelle manier stoom om te zetten in vloeibaar water. Ons ontwerp kan helpen om dit proces te versnellen. Ook wordt het mogelijk om te werken bij een hogere temperatuur, waardoor het proces energie-efficiënter wordt.”

Bobbels
Al jaren zijn onderzoekers bezig om te achterhalen hoe de woestijnkever zijn bobbelige rug gebruikt om water te onttrekken uit de lucht. Maar de onderzoekers van Harvard gooiden de mogelijkheden over een andere boeg en gingen ervan uit dat de bobbels zelf ook water zouden kunnen opvangen. “We kwamen er via een experiment achter dat de geometrie van de bobbels de condensatie van water konden vergemakkelijken,” zegt Kyoo-Chul Park, de hoofdauteur van het onderzoek. “We optimaliseerden die bobbels door middel van een theoretische modellering en combineerden het vervolgens met de asymmetrie van de stekels van de cactus en het oppervlak van de bekerplanten. Op deze manier ontwikkelden we een materiaal dat grote hoeveelheden water in een korte tijd kan verzamelen en vervoeren.”

Volgens Kim is dit onderzoek een eerste stap richting de ontwikkeling van een systeem dat op een efficiënte manier water kan verzamelen en begeleiden naar een reservoir. De ontwikkelingen op dit gebied staan zeker niet stil. Zo kan er ook al drinkwater uit mist worden gehaald.