Credito:American Chemical Society
L'acqua copre la maggior parte del globo, eppure molte regioni soffrono ancora per la mancanza di acqua potabile pulita. Se gli scienziati potessero trasformare in modo efficiente e sostenibile l'acqua di mare in acqua pulita, un'incombente crisi idrica globale potrebbe essere evitata. Ora, ispirato agli origami, l'arte giapponese di piegare la carta, i ricercatori hanno ideato un generatore di vapore solare che si avvicina al 100% di efficienza per la produzione di acqua pulita. Riportano i loro risultati in Materiali e interfacce applicati ACS .
I generatori di vapore solari producono acqua pulita convertendo l'energia del sole in calore, che evapora l'acqua di mare, lasciando dietro di sé sali e altre impurità. Quindi, il vapore viene raccolto e condensato in acqua pulita. I generatori di vapore solari esistenti contengono un materiale fototermico piatto, che produce calore dalla luce assorbita. Sebbene questi dispositivi siano abbastanza efficienti, perdono ancora energia per dissipazione del calore dal materiale nell'aria. Peng Wang e colleghi si sono chiesti se potevano migliorare l'efficienza energetica progettando un materiale fototermico tridimensionale. Hanno basato la loro struttura sulla piega Miura degli origami, che consiste in parallelogrammi interconnessi che formano "montagne" e "valli" all'interno della struttura 3-D.
I ricercatori hanno realizzato il loro generatore di vapore solare depositando un composito di nanocarbonio che assorbe la luce su una membrana di cellulosa modellata con la piega Miura. Hanno scoperto che il loro dispositivo 3D aveva un tasso di evaporazione superiore del 50% rispetto a un dispositivo 2D piatto. Inoltre, l'efficienza della struttura 3D si è avvicinata al 100%, rispetto al 71 percento per il materiale 2-D. I ricercatori dicono che, rispetto ad una superficie piana, le "valli" di origami catturano meglio la luce del sole in modo che meno si perda nel riflesso. Inoltre, il calore può fluire dalle valli verso le più fresche "montagne, " far evaporare l'acqua lungo il percorso invece di perdersi nell'aria.