Secondo le Nazioni Unite, circa un quinto della popolazione mondiale vive in aree dove l'acqua scarseggia. Perciò, tecnologie per produrre acqua pulita da fonti non potabili, come l'acqua di mare, acqua di fiume o di lago, e acqua contaminata, sono urgentemente necessari. Ora, ricercatori che riferiscono in Nano lettere hanno sviluppato un generatore di vapore a base di legno che, con l'aiuto di nanomateriali prodotti da batteri, sfrutta l'energia solare per purificare l'acqua.

Un generatore di vapore solare è un dispositivo che utilizza l'abbondante energia del sole per separare l'acqua pura dai suoi contaminanti mediante evaporazione. Sono state sviluppate molte versioni differenti di questi dispositivi, con efficienze variabili. Per progettare generatori di vapore solari migliori, i ricercatori devono trovare modi per migliorare l'assorbimento della luce, gestione del calore, trasporto ed evaporazione dell'acqua. Shu-Hong Yu e i colleghi della University of Science and Technology of China volevano combinare tutti e quattro i miglioramenti in un unico dispositivo. Hanno scelto il legno come base del loro generatore per la sua sostenibilità e struttura porosa, che consente un rapido trasporto dell'acqua.

I ricercatori hanno realizzato il loro dispositivo con l'aiuto di batteri che hanno prodotto lunghe nanofibre di cellulosa, che univano gli strati del dispositivo. Il team ha aggiunto batteri alla superficie di un blocco di legno e ha permesso loro di fermentare. Quindi, hanno spruzzato sulla superficie un aerosol di bolle di vetro, minuscole sfere cave che forniscono un eccellente isolamento termico. Le bolle di vetro si sono incastonate nelle nanofibre di cellulosa prodotte dai batteri, formare un idrogel. Finalmente, i ricercatori hanno aggiunto nanotubi di carbonio, che si intrecciano con le nanofibre di cellulosa per formare un tessuto che assorbe la luce, strato superiore che evapora l'acqua. Il dispositivo funziona trasportando l'acqua verso l'alto attraverso il legno fino allo strato che assorbe la luce, che è riscaldato dal sole. L'acqua evapora, e il vapore viene raccolto e condensato per produrre acqua pura. Lo strato isolante di bolle di vetro impedisce al calore di essere trasferito verso il basso attraverso il dispositivo e perso, e le strutture su scala nanometrica riducono l'energia richiesta per la vaporizzazione dell'acqua. Di conseguenza, il nuovo dispositivo ha un tasso di evaporazione e un'efficienza più elevati rispetto alla maggior parte dei generatori di vapore solari esistenti.