La rosa può essere uno dei simboli più iconici della fragilità dell'amore nella cultura popolare, ma ora il fiore potrebbe avere più di un semplice valore simbolico. Un nuovo dispositivo per la raccolta e la depurazione dell'acqua, sviluppato presso l'Università del Texas ad Austin, è stato ispirato da una rosa e, mentre più ingegnerizzato che incantato, è un notevole miglioramento rispetto ai metodi attuali. Ogni struttura a forma di fiore costa meno di 2 centesimi e può produrre più di mezzo gallone d'acqua all'ora per metro quadrato.

Un team guidato dal professore associato Donglei (Emma) Fan nel Walker Department of Mechanical Engineering della Cockrell School of Engineering ha sviluppato un nuovo approccio alla produzione di acqua a vapore solare, una tecnica che utilizza l'energia della luce solare per separare il sale e altre impurità dall'acqua attraverso l'evaporazione .

In un articolo pubblicato nell'ultimo numero della rivista Materiale avanzato , gli autori descrivono come una rosa origami abbia fornito l'ispirazione per lo sviluppo di un nuovo tipo di sistema solare a vapore fatto di strati, fogli di carta nera modellati in petali. Attaccato a un tubo simile a uno stelo che raccoglie l'acqua non trattata da qualsiasi fonte d'acqua, la forma a rosa 3D rende più facile per la struttura raccogliere e trattenere più liquido.

Le attuali tecnologie a vapore solare sono generalmente costose, ingombranti e producono risultati limitati. Il metodo del team utilizza materiali economici, portatili e leggeri. Oh, e sembra anche una rosa dai petali neri in un barattolo di vetro.

Coloro che sanno lo descriverebbero più accuratamente come un "unisistema" portatile di raccolta del vapore solare controllato a bassa pressione. Ma la sua somiglianza con un fiore non è una coincidenza.

"Eravamo alla ricerca di modi più efficienti per applicare la tecnica del vapore solare per la produzione di acqua utilizzando carta filtrata nera rivestita con uno speciale tipo di polimero, noto come polipirrolo, " ha detto Fan.

Il polipirrolo è un materiale noto per le sue proprietà fototermiche, il che significa che è particolarmente efficace nel convertire la luce solare in calore termico.

Fan e il suo team hanno sperimentato diversi modi per modellare la carta per vedere cosa era meglio per raggiungere livelli ottimali di ritenzione idrica. Hanno iniziato piazzando singoli, strati rotondi della carta patinata appiattiti a terra sotto la luce diretta del sole. I singoli fogli si sono dimostrati promettenti come raccoglitori d'acqua ma non in quantità sufficienti. Dopo aver giocato con alcune altre forme, Fan è stata ispirata da un libro che ha letto al liceo. Sebbene non riguardi le rose in sé, "The Black Tulip" di Alexandre Dumas le ha dato l'idea di provare a usare una forma simile a un fiore, e scoprì che la rosa era l'ideale. La sua struttura ha permesso a più luce solare diretta di colpire il materiale fototermico, con più riflessi interni, rispetto ad altre forme floreali e ha anche fornito una superficie più ampia per la dissipazione del vapore acqueo dal materiale.

Il dispositivo raccoglie l'acqua attraverso il suo tubo simile a uno stelo, alimentandola alla struttura a forma di fiore in cima. Può anche raccogliere gocce di pioggia provenienti dall'alto. L'acqua arriva ai petali dove il materiale polipirrolico che ricopre il fiore trasforma l'acqua in vapore. Le impurità si separano naturalmente dall'acqua quando vengono condensate in questo modo.

"Abbiamo progettato l'unisystem di raccolta-depurazione per includere un punto di connessione per una pompa a bassa pressione per aiutare a condensare l'acqua in modo più efficace, " disse Weigu Li, un dottorato di ricerca candidato nel laboratorio di Fan e autore principale della carta. "Una volta condensato, il barattolo di vetro è progettato per essere compatto, robusto e sicuro per conservare acqua pulita."

Il dispositivo rimuove ogni contaminazione da metalli pesanti e batteri, e toglie il sale dall'acqua di mare, produzione di acqua pulita che soddisfi i requisiti standard di consumo stabiliti dall'Organizzazione Mondiale della Sanità.

"Il nostro design razionale e la fabbricazione a basso costo di materiali fototermici origami 3-D rappresentano un sistema di raccolta solare a vapore a bassa pressione portatile unico nel suo genere, Li ha detto. "Questo potrebbe ispirare nuovi paradigmi di tecnologie a vapore solare nella produzione di acqua pulita per gli individui e le case".