Cristales que extraen agua del aire con una eficacia sin precedentes

Unos científicos han creado un nuevo material cristalino que puede extraer agua del aire sin necesitar aporte energético alguno para funcionar. La eficiencia alcanzada de este modo no tiene precedentes.

El logro es obra de un equipo internacional integrado, entre otros, por Linfeng Lan, de la Universidad de Jilin en la ciudad china de Changchun, y Pance Naumov, de la Universidad de Nueva York en Abu Dabi, Emiratos Árabes Unidos. Esta última es una universidad establecida en Emiratos Árabes Unidos por la Universidad de Nueva York de Estados Unidos.

La atmósfera terrestre contiene una cantidad colosal de agua dulce sin aprovechar que está esperando a ser recogida, siempre y cuando se disponga de un modo viable de extraer esa humedad del aire y retener y concentrar el agua resultante.

El diseño del novedoso tipo de cristales inteligentes, que los investigadores bautizaron como cristales Janus, se inspira en las plantas y animales del desierto, que pueden sobrevivir en condiciones de aridez extremas. Los escarabajos y lagartos del desierto, por ejemplo, han evolucionado para desarrollar en sus cuerpos estructuras superficiales que tienen zonas hidrófilas y zonas hidrófobas y captan eficazmente la humedad del aire. El agua es atraída por las zonas hidrófilas y las gotas se acumulan y transportan a través de las zonas hidrófobas.

Los investigadores eligieron tres compuestos orgánicos químicamente versátiles a partir de los cuales cultivaron cristales orgánicos elásticos. A continuación probaron cómo interactuaba cada uno de estos materiales con el agua transportada por el aire, lo que llevó a la creación de la nueva clase de materiales captadores de agua, los cristales Janus, que contienen regiones hidrófilas y otras hidrófobas a nivel superficial, unas para captar el agua y las otras para transferirla a un receptáculo para su recogida.

Un momento del trabajo de investigación y desarrollo de los nuevos cristales. (Foto: NYU Abu Dhabi)

La desalinización es un método muy utilizado para producir agua potable cuando no hay fuentes de agua dulce cerca. Sin embargo, además de requerir la cercanía de un mar o lago salado, es necesario un proceso con alto consumo energético para separar la sal disuelta en el agua salada. En cambio, el proceso de condensación de la humedad atmosférica utilizado por los cristales Janus es espontáneo en las condiciones ambientales normales de cada lugar y puede realizarse sin aporte de energía, y sin necesidad de agua líquida, proporcionando potencialmente una fuente inagotable de agua limpia.

Lan, Naumov y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema para extraer agua del aire en la revista académica Journal of the American Chemical Society, bajo el título “Efficient Aerial Water Harvesting with Self-Sensing Dynamic Janus Crystals”. (Fuente: NCYT de Amazings)