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Científicos han desarrollado un hilo bioinspirado capaz de recolectar más agua de la niebla, lo que ofrece una solución innovadora a la escasez de agua en las regiones áridas.
Al imitar los patrones hidrófobos e hidrófilos alternados que se observan en los escarabajos del desierto y las capacidades de transporte de agua de la seda de araña unidimensional a escala micro/nano, este hilo de doble hebra acelera la formación de gotas, lo que ofrece un enfoque prometedor para abordar la crisis mundial del agua, según los autores.
La escasez de agua es un problema cada vez más urgente, en particular en las regiones remotas y secas donde el acceso al agua dulce es limitado. Los métodos convencionales de recolección de agua atmosférica a menudo son ineficientes debido a las altas demandas de energía o los lentos procesos de liberación de agua. Sin embargo, la naturaleza ofrece soluciones a través de organismos que han desarrollado mecanismos de recolección de agua altamente eficientes. En respuesta a estos desafíos, existe una clara necesidad de desarrollar materiales avanzados que puedan mejorar la eficiencia de la recolección de agua.
En una investigación publicada en el Chinese Journal of Polymer Science, científicos del Instituto de Comunicación Gráfica de Pekín y la Universidad de Beihang dieron a conocer un hilo de doble hebra con propiedades hidrófobas e hidrófilas alternadas. Inspirado en las capacidades de recolección de agua de los escarabajos del desierto y la seda de araña, el hilo, producido mediante técnicas de electrohilado y torsión, está diseñado para la recolección de niebla de alta eficiencia, abordando la necesidad crítica de fuentes de agua sostenibles.
La investigación destaca el desarrollo de un hilo de doble hebra hecho de fluoruro de polivinilideno-co-hexafluoropropileno (PVDF-HFP) hidrófobo y nanofibras de poliacrilonitrilo (PAN) hidrófilas, inspiradas en organismos naturales que recolectan niebla, como los escarabajos del desierto y la seda de araña. Mediante técnicas de electrohilado y torsión, el equipo diseñó el hilo con segmentos hidrófobos e hidrófilos alternados, creando una estructura que imita los mecanismos de recolección de agua de la naturaleza.
Las secciones hidrófobas promueven la acumulación rápida de gotas de agua, mientras que las secciones hidrófilas mejoran el transporte de estas gotas, lo que permite una coalescencia y recolección más rápidas. Cuando se probó en un entorno de niebla controlada, este hilo demostró una mejora significativa en la eficiencia de recolección de agua.
La combinación de captura de agua hidrófoba y transporte de agua hidrófila demostró ser mucho más eficaz que el uso de hilos homogéneos. Esta innovación presenta una solución escalable, que ofrece un alto rendimiento en entornos ricos en niebla, y podría ser vital para mejorar el acceso al agua en regiones propensas a la sequía.
El profesor Yong Zhao de la Universidad de Beihang, un experto en materiales bioinspirados, afirmó: "Este avance muestra cómo la biomimética puede impulsar soluciones altamente eficientes y sostenibles para desafíos globales como la escasez de agua. El diseño de humectabilidad alternante emula la precisión de la naturaleza, lo que mejora significativamente el rendimiento de recolección de niebla".
La investigación tiene amplias implicaciones, en particular para las regiones que enfrentan una grave escasez de agua. El diseño escalable y eficiente del hilo lo hace ideal para su uso en áreas propensas a la niebla, ofreciendo una fuente confiable de agua dulce. Este avance también abre el camino para futuras innovaciones en tecnologías de recolección de agua, con el potencial de mejorar la sostenibilidad de los sistemas de recolección de agua atmosférica en todo el mundo.
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