Forscher entwickeln aus Versehen ein Material, das bei der Bekämpfung von Wasserknappheit helfen kann - Aufstrebende Tech - 2019

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Lösungsmittelkavitation unter Solvo-Phobie in Aktion

Wenn wissenschaftliche Experimente nicht wie geplant verlaufen, kann das Ergebnis verheerend sein. Für den Chemiker Satish Nune, den Ingenieur David Heldebrant und den Postdoktoranden David Lao vom Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) war das Ergebnis jedoch ein erstaunliches Material, das Feuchtigkeit aus der Luft saugte.

Das Material besteht aus festen, kohlenstoffreichen Nanostäben, die David Lao versehentlich erschuf. Als Nune begann, das Material zu untersuchen, verloren die Nanostäbchen mit zunehmender Feuchtigkeit an Gewicht. Er nahm an, dass der Gewichtsverlust auf einen Fehler in dem Instrument zur Dampfanalyse zurückzuführen war, das er benutzte, also legte er das Material unter ein Hochleistungsmikroskop und sah noch einmal hin.

In diesem Moment beobachtete Nune ein Phänomen, das als "Solvent Capitation unter Solve-Phobic Confinement" bekannt ist und die winzigen Stäbchen dazu bringt, Flüssigkeit zu sickern. Das ergab keinen Sinn. Und vielleicht hätte niemand das Ergebnis geglaubt, hätten die Forscher nicht schnell "aufgenommen" und ein Video von der Veranstaltung aufgenommen. Aber das Phänomen, das sie erlebten, war nicht völlig unerwartet - es wurde vor 20 Jahren laut PNNL theoretisiert.

Nune und Heldebrant haben diesen Monat einen Artikel über ihre Entdeckung in der Zeitschrift Nature Nanotechnology veröffentlicht.

Das Video scheint nicht viel zu sein, aber die Entdeckung birgt großes Potential für die reale Welt. "Jetzt, da wir den anfänglichen Schock dieses unvorhergesehenen Verhaltens überwunden haben, stellen wir uns vor, auf welche Weise es genutzt werden könnte, um die Qualität unseres Lebens zu verbessern", sagte Heldebrant in einer PNNL-Pressemitteilung.

Einige dieser Ideen beinhalten Wasseraufbereitungssysteme für Entwicklungsländer, wasserarme Wassernutzung für trockene Regionen und Anti-Schweißgewebe, das Schweiß aufsaugen und als Dampf ableiten kann.

Bevor die Forscher übereifrig werden, weist Nune darauf hin, dass sie viel zu tun haben, um das Material zu verwalten und für reale Anwendungen zu entwickeln. "Bevor wir diese Nanostäbchen sinnvoll einsetzen können, müssen wir in der Lage sein, ihre Größe und Form zu kontrollieren und zu perfektionieren", sagte er.

Ein Fünftel der Weltbevölkerung lebt derzeit in Regionen, die nach Angaben der Vereinten Nationen unter Wasserknappheit leiden. Ein weiteres Fünftel lebt in Gebieten, in denen die Infrastruktur für den sicheren Transport von sauberem Wasser fehlt. Und es wird nur projiziert, am schlimmsten zu werden.

Es besteht ein großer Bedarf an Lösungen für dieses globale Problem, und wir können hoffen, dass diese Nanostäbe letztlich in der Lage sein werden, bedürftige Menschen mit ausreichend Wasser zu versorgen. In der Zwischenzeit ist es wichtig, dass wir Projekte planen und finanzieren, um die Wasserknappheit zu lösen, und zwar einen Schluck nach dem anderen.