Naukowcy opracowali innowacyjną powłokę przypominającą farbę, która może zbierać wodę bezpośrednio z atmosfery, jednocześnie obniżając temperaturę powierzchni. Technologia ta, będąca efektem współpracy Uniwersytetu w Sydney i startupu Dewpoint Innovations, stanowi potencjalne rozwiązanie problemu niedoboru wody i łagodzenia miejskich wysp ciepła, szczególnie w regionach dotkniętych skutkami zmiany klimatu.
Jak działa powłoka: chłodzenie pasywne i kondensacja wody
Powłoka wykonana z porowatego polimeru zwanego polifluorkiem winylidenu-ko-heksafluoropropenem (PVDF-HFP) wykorzystuje unikalny pasywny mechanizm chłodzenia. Odbija do 97% światła słonecznego i skutecznie emituje ciepło do otaczającego powietrza, utrzymując temperaturę powierzchni o 6 stopni Celsjusza niższą od temperatury otoczenia. Ten efekt chłodzenia stwarza warunki sprzyjające kondensacji pary wodnej w atmosferze, podobnie jak para skrapla się na lustrze w łazience.
Potencjał zrównoważonego pozyskiwania wody
„Technologia ta nie tylko rozwija naukę o chłodnych powłokach dachowych, ale także otwiera drzwi do zrównoważonych, niedrogich i zdecentralizowanych źródeł świeżej wody, co jest kluczową potrzebą w obliczu zmian klimatycznych i rosnącego niedoboru wody” – wyjaśniła profesor Chiara Neto z Uniwersytetu w Sydney.
Wyniki testów terenowych
Sześciomiesięczne badanie terenowe przeprowadzone na dachu Centrum Nauki Nanotechnologii w Sydney wykazało skuteczność powłoki. Naukowcom udało się zebrać rosę przez ponad 32% dni w roku, co wskazuje na niezawodne i przewidywalne źródło wody nawet przy braku opadów. W optymalnych warunkach powłoka może zebrać do 390 ml wody na metr kwadratowy dziennie – co wystarczy na pokrycie dziennego zapotrzebowania na wodę pitną jednej osoby na powierzchni 12 metrów kwadratowych.
Kluczowe zalety w porównaniu z tradycyjnymi białymi farbami
W przeciwieństwie do tradycyjnych białych farb, które opierają się na pigmentach odbijających promieniowanie ultrafioletowe, takich jak dwutlenek tytanu, ta porowata powłoka osiąga wysoki współczynnik odbicia dzięki swojej wewnętrznej strukturze. „Nasz projekt jest wysoce odblaskowy ze względu na swoją wewnętrzną porowatą strukturę, zapewniając trwałość bez negatywnych skutków dla środowiska, jakie mają powłoki na bazie pigmentów” – powiedział dr Ming Chiu, dyrektor ds. technologii w Dewpoint Innovations. Eliminując materiały pochłaniające promieniowanie UV, technologia ta pokonuje ograniczenia w odbijaniu światła słonecznego, jednocześnie unikając odblasków spowodowanych rozproszonym odbiciem, tworząc wygodne wizualnie i praktyczne rozwiązanie.
Niezawodne działanie i szeroki zakres zastosowań
Zespół badawczy dokładnie monitorował działanie powłoki podczas testów, rejestrując dane minuta po minucie, aby potwierdzić jej trwałość w ostrym australijskim słońcu bez degradacji. Oprócz gromadzenia wody powłoka ma potencjał do różnorodnych zastosowań przemysłowych: dostarczania wody dla zwierząt gospodarskich, wspierania ogrodnictwa cennych roślin, poprawy chłodzenia poprzez atomizację, a nawet pomocy w produkcji wodoru.
Rozwiązanie problemu upałów w miastach i wzmocnienie pozycji
Ta innowacyjna technologia wykracza poza zbieranie wody. Efekt chłodzący powłoki może potencjalnie zmniejszyć efekt miejskiej wyspy ciepła i zmniejszyć zużycie energii na klimatyzację. Co ważne, badanie podważa założenie, że zbieranie rosy ogranicza się do wilgotnych klimatów. „Nie chodzi o zastąpienie deszczu, ale o jego uzupełnienie, czyli dostarczanie wody tam, gdzie i kiedy inne źródła stają się ograniczone” – powiedział profesor Neto.
Odkrycia zespołu, opublikowane w czasopiśmie Advanced Functional Materials, podkreślają znaczący krok w kierunku rozwiązań wodnych odpornych na zmianę klimatu i strategii zrównoważonego chłodzenia.
Ta nowa powłoka przypominająca farbę to praktyczne rozwiązanie, które może rozwiązać problemy niedoboru wody i rosnących temperatur na obszarach miejskich, co stanowi znaczący krok w kierunku zrównoważonego rozwoju.
