Una rosa inspira una forma inteligente de recoger y purificar el agua.

Un equipo liderado por la profesora asociada Donglei (Emma) Fan en el Departamento de Ingeniería Mecánica Walker de la Escuela de Ingeniería Cockrell desarrolló un nuevo enfoque para la generación de agua con vapor solar: una técnica que utiliza la energía de la luz solar para separar la sal y otras impurezas del agua. evaporación.

En un artículo publicado en el número más reciente de la revista. Materiales avanzados, los autores explican cómo una rosa de origami proporcionó la inspiración para desarrollar un nuevo tipo de sistema de vapor solar hecho de hojas de papel negro en capas en forma de pétalos. Acoplada a un tubo similar a un vástago que recoge agua no tratada de cualquier fuente de agua, la forma de rosa 3D hace que sea más fácil para la estructura recolectar y retener más líquido.

Las tecnologías actuales de vapor solar son generalmente caras, voluminosas y producen resultados limitados. El método del equipo utiliza materiales de bajo costo que son portátiles y ligeros. Ah, y también se parece a una rosa de pétalos negros en un frasco de vidrio.

Aquellos que lo saben lo describirían con mayor precisión como un "sistema" de recolección de vapor solar controlado por baja presión portátil. Pero su parecido con una flor no es una coincidencia.

"Estábamos buscando formas más eficientes de aplicar la técnica de vaporización solar para la producción de agua mediante el uso de papel negro filtrado recubierto con un tipo especial de polímero, conocido como polipirrol", dijo Fan.

El polipirrol es un material conocido por sus propiedades fototérmicas, lo que significa que es particularmente bueno para convertir la luz solar en calor térmico.

Fan y su equipo experimentaron con diferentes formas de dar forma al papel para ver qué era lo mejor para lograr niveles óptimos de retención de agua. Comenzaron colocando capas simples y redondas del papel recubierto sobre el suelo, bajo la luz directa del sol. Las hojas individuales se mostraron prometedoras como recolectores de agua pero no en cantidades suficientes. Después de jugar con algunas otras formas, Fan se inspiró en un libro que leyó en la escuela secundaria. Aunque no se trata de rosas en sí, "El tulipán negro" de Alexandre Dumas le dio la idea de intentar usar una forma de flor, y descubrió que la rosa era ideal. Su estructura permitió que más luz solar directa golpeara el material fototérmico, con más reflejos internos, que otras formas florales, y también proporcionó una superficie ampliada para que el vapor de agua se disipara del material.

El dispositivo recolecta agua a través de su tubo con forma de tallo, y lo alimenta a la estructura en forma de flor en la parte superior. También puede recoger gotas de lluvia que vienen desde arriba. El agua encuentra su camino hacia los pétalos donde el material de polipirrol que recubre la flor convierte el agua en vapor. Las impurezas se separan naturalmente del agua cuando se condensan de esta manera.

"Diseñamos el sistema de recolección de purificación para incluir un punto de conexión para una bomba de baja presión para ayudar a condensar el agua más efectivamente", dijo Weigu Li, Ph.D. Candidato en el laboratorio de Fan y autor principal del artículo. "Una vez que se condensa, el frasco de vidrio está diseñado para ser compacto, resistente y seguro para almacenar agua limpia".

El dispositivo elimina cualquier contaminación de metales pesados ​​y bacterias, y elimina la sal del agua de mar, produciendo agua limpia que cumple con los requisitos estándar de consumo establecidos por la Organización Mundial de la Salud.

"Nuestro diseño racional y la fabricación a bajo costo de materiales fototérmicos de origami 3D representa el primer sistema portátil de recolección de vapor a baja presión portátil de su tipo", dijo Li. "Esto podría inspirar nuevos paradigmas de tecnologías de vaporización solar en la producción de agua limpia para individuos y hogares".

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Texas en Austin. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.