Lấy cảm hứng từ một loạt các đặc điểm ngưng tụ nước ở các loài sinh vật khác nhau, các nhà khoa học đã phát triển một hệ thống tổng hợp có một không hai trong việc khai thác và vận chuyển nước từ khí quyển; phương thức nghiên cứu của họ có phần khác biệt. Hệ thống của nhóm kết hợp các yếu tố từ 3 loài thực vật và động vật khác nhau để tạo ra một loại vật liệu mà họ đòi hỏi phải hút nước nhanh hơn so với các bề mặt tổng hợp khác được thiết kế để bẫy ngưng tụ nước.

Theo nhóm nghiên cứu, có rất nhiều thách thức trong việc "hút" nước từ không khí. Đó là việc kiểm soát kích cỡ, tốc độ và hướng của những giọt nước, cũng như cách mà chúng hình thành và cả dòng chảy trên bề mặt.

Vật liệu mới của các nhà khoa học Mỹ sẽ giúp rất nhiều người sống ở những nơi hạn hán có nước sạch. Ảnh: Aizenberg Lab/Harvard SEAS

Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã sao chép những bướu nhỏ trên vỏ của bọ cánh cứng sa mạc Namib, thứ giúp chúng tích nước từ không khí.

Các nhà khoa học nói rằng, những bướu ở phần trên cùng của vỏ (để ngưng tụ nước) và những phần nhẵn xung quanh (có tác dụng chống ẩm) giúp loài côn trùng này thu thập nước, nhưng nhóm của Aizenberg nhận ra rằng, hình dạng lồi của phần nhô ra trên mình chúng cũng có thể giúp tổng hợp nước.

Sử dụng kiểu mẫu mô phỏng bọ Namib, nhóm nghiên cứu phát hiện ra, cơ chế bẫy nước tự nhiên này có thể được tăng cường bằng cách bắt chước hình dáng và độ dốc của gai xương rồng, giúp thu thập những giọt nước dễ dàng hơn.

Bằng cách kết hợp thêm một lớp phủ nano được thiết kế mô phỏng theo bề mặt trơn nhẵn của cây nắp ấm, vật liệu mới có thể tạo điều kiện để hình thành những giọt nước lớn hơn.

"Các bướu được thiết kế hợp lý để lồng ghép các cơ chế này có thể phát triển và vận chuyển những giọt nước lớn, thậm chí chống lại trọng lực và khắc phục những ảnh hưởng của một gradient nhiệt độ không thuận lợi", trích đoạn bài báo công bố nghiên cứu trên tạp chí Nature.

Kỹ thuật này không chỉ giúp thu nước từ không khí trong khu vực bị ảnh hưởng bởi hạn hán, nó còn có thể được sử dụng để tăng cường sự ngưng tụ nước trong máy móc công nghiệp.

Với khoảng 1.2 tỷ người trên thế giới sống chung với tình trạng khan hiếm nước và 2/3 dân số thế giới thiếu nước hàng tháng, tiềm năng của công nghệ như thế này có thể tạo ra sự khác biệt rất lớn với cuộc sống của rất nhiều người.
 

VLXD.org (TH/Khám phá)