Önmagát kicsavaró szivacsként viselkedik egy új nanoanyag

A nanorudakból álló matéria egy bizonyos relatív páratartalomig magába gyűjti a nedvességet, afölött viszont elkezdi párologtatni a beszívott vizet.

Önmagát kicsavaró szivacsként viselkedik egy új nanoanyag

A Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) kutatói egy szerencsés véletlennek köszönhetően igazoltak egy 20 éves elméletet, és rájöttek egy módszerre, amellyel egy napon talán a mainál hatékonyabban lehet a levegőből vizet kinyerni, illetve újfajta izzadságelvezető anyagokat lehet létrehozni. A szakértők mágneses nanodrótokat akartak létrehozni, kísérletük azonban félresikerült, és annak során szénben gazdag nanorudak keletkeztek. Amikor a kutatók úgy döntöttek, hogy közelebbről is megvizsgálják ezeket, észrevették, hogy a nanorudak furcsán viselkednek vízpára jelenlétében.

Míg a legtöbb anyag egyre több vizet nyel el a levegőből, ahogy annak páratartalma növekszik, a kísérlet során keletkezett nanorudak tömege egy ponton túl csak csökkenni kezdett a páratartalom növelése során. Amikor a szakértők mikroszkóp alatt vizsgálták meg, hogy mi történik, kiderült, hogy míg a rudak 50 százalékos relatív páratartalomig a megszokott módon viselkednek, vagyis vizet csapatnak le magukra, 50–80 százalék között vizet kezdenek veszíteni, a cseppek ugyanis újra elpárolognak. Amikor pedig a páratartalom 50 százalék alá csökken, újra elkezd vizet gyűjteni az anyag.

„Az általunk létrehozott anyag egy kicsit úgy viselkedik, mint egy vízbe mártott szivacs, amely félúton kicsavarja magát” – mondja David Lao, a csapat egyik tagja. A különös viselkedés láttán a szakértők vizsgálódni kezdtek, hogy mi állhat a jelenség hátterében. Keresgélés közben ráakadtak néhány pár éves tanulmányra, amelyek arról számolnak be, hogy a vízcseppek spontán elpárologhatnak, ha kellően pici, 1,5 nanométer átmérőjű helyre szorulnak össze, vagy ha víztaszító anyagok veszik szorosan körbe ezeket. A legkorábbi ilyen megfigyelések 20 évvel ezelőttről származnak, amikor a kutatók kristályos fehérjéken figyelték meg a folyamatot, és rögtön felvetették, hogy valamiféle ismeretlen jelenség állhat annak hátterében.

A PNNL kutatói az elsők, akik közvetlenül meg tudták figyelni, mi történik. A szakértők szerint arról lehet szó, hogy ahogy a víz lecsapódik, összehúzza a nanorudak ágait, amelyek között a cseppek megülnek, és amikor az ágak távolsága 1,5 nanométer alá csökken, a víz újra elpárolog. Ezt a viselkedést a kutatók szerint számos célra ki lehetne aknázni. Egyrészt olyan páracsapdák építhetők az anyagból, amelyek száraz körülmények között (pl. sivatagi környezetben) összegyűjtik a vizet a levegőből, majd azt csak bizonyos páratartalom fölött kezdik el újra párologtatni. A másik nagy felhasználási területet a high-tech ruhák jelenthetik, hiszen a nanorudak felhasználásával olyan anyagok hozhatók létre, amelyek a testről magukba szívják az izzadságot, és azt kifelé párologtatják el.

Hogy mindez megvalósulhasson, ahhoz azonban először is tökéletesíteni kell az anyagot, mondja Satish Nune, a kutatócsoport tagja. A nanorudak ugyanis jelen formájukban csak az elnyelt víz 10–20 százalékát párologtatják el újra. A szakértők szerint azonban a folyamat hatásfoka a rudak méretének és elrendezésének módosításával jelentősen növelhető lehet, és a munka során talán arra is fény derülhet, hogy a módszer más folyadékok esetén is működik-e.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward