211service.com
Broučí stavidlo
Na základě podnětů malého pouštního brouka vytvořili výzkumníci z MIT povrch, který dokáže sbírat kapičky vody ze vzduchu. S dalším rozvojem by mohl být použit ke sběru pitné vody v pouštích nebo přímému mikroskopickému množství tekutiny v chemických reakcích, říkají vědci.
Stenocarina hrbolatá záda promění mlhu ve vodu. (kredit: Andrew Parker)
Vědci to dlouho obdivovali Stenocara způsob přežití brouků v africké poušti Namib, jednom z nejsušších míst na Zemi. Voda přichází do oblasti jen několikrát za měsíc v jemné mořské mlze, která se vine nad pouští. Aby brouk využil této příležitosti, provádí stojky na hlavě, říká Andrew Parker, zoolog z Oxfordské univerzity. Za mlhavých rán se brouk usadí na písečné duně, skloní hlavu a nakloní záda proti větru.
Hřbet brouka je pokryt hrboly o průměru asi půl milimetru. Jak Parker a kolegové objevili v roce 2001, hrbolky jsou vyrobeny z materiálu, který přitahuje vodu, zatímco voskové kanály mezi nimi ji odpuzují. Když kapky vody proudí kolem, ulpívají na hrbolech; nakonec se spojí do větších kapek, které se odlomí a kutálejí se po zádech brouka do jeho tlamy.
Inspirováno Parkerovým popisem ve vydání z 1. listopadu 2001 Příroda , profesor chemického inženýrství MIT Robert Cohen a profesor materiálové vědy Michael Rubner vyvinuli povrch, který napodobuje záda brouka. Je postaven ve vrstvách na sklíčko. První vrstva je polymer, díky kterému je povrch porézní; vědci to posypali nanočásticemi oxidu křemičitého. Poté celé sklíčko potřou fluorovanou chemikálií, díky čemuž je vodoodpudivé. Nakonec, aby replikovaly hrbolky brouka, kapou na molekuly kyseliny přitahující vodu, které se připojí k nanočásticím a vyčnívají nad povrch. Výsledkem jsou vysoce vodu přitahující skvrny na vysoce voděodpudivém povrchu. Nový povrch shromažďuje vodu efektivněji než skořápka brouka, říká Cohen. On a Rubner popisují svou práci v červnu 2006 Nano dopisy .
Vědci nyní nanášejí povrch na flexibilní materiály. Myslí si, že vzorované látkové plachty, pokud by byly zavěšeny na domech nebo sloupech v extrémně vyprahlých oblastech, jako jsou Namibové, by mohly shromažďovat mlhu příliš jemné na to, aby je dnes bylo možné zachytit. Ve vlhkých oblastech mohou takové plachty také získávat vodu efektivněji než sítě proti mlze, které se nyní používají. Trvanlivost je ale stále problém; povrch se časem otírá z látky.
Britská společnost s názvem QinetiQ, jejíž jeden z vědců je spoluautorem společnosti Parker's Příroda papír, již vyrábí podobný materiál, který testuje v zařízeních, která zachycují a šetří vodu ve vodních klimatizačních jednotkách.
Otázkou pro výzkumníky MIT a QinetiQ, říká Parker, je, zda lze flekatý povlak vyrábět levně ve velkém měřítku. Cohen si myslí, že toho lze dosáhnout použitím inkoustových trysek k tisku kyselých skvrn. Pokud by k tomu existoval ovladač, dovedu si představit, že by se tento proces dal vhodně rozšířit, říká.
Dodává, že materiál by mohl mít použití, která by nevyžadovala výrobu ve velkém měřítku. Diapozitivy potištěné prakticky jakýmkoliv vzorem lze rozřezat na malé kousky a použít k výrobě mikrosenzorů, říká. Nebo sklíčka navržená tak, aby udržela a poté smíchala drobné kapičky chemikálií k provádění reakcí v mikroměřítku.
Práce Cohena a Rubnera je financována Agenturou pro pokročilé výzkumné projekty v oblasti obrany USA, která doufá, že vyvine biocidní a samočisticí nátěr pro vojenské vybavení. Stenocara - technologie inspirovaná by mohla být použita ke sběru a odnášení deaktivovaných biologických kontaminantů.