Investigadores de la Universidad de Jilin y de la Universidad de Nueva York en Abu Dabi han desarrollado unos innovadores cristales Janus capaces de extraer agua del aire sin necesidad de ningún aporte energético, inspirándose en los organismos del desierto. Este podría ser un paso importante para abordar la escasez mundial de agua.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Jilin y la Universidad de Nueva York en Abu Dhabi ha desarrollado un material cristalino innovador que podría revolucionar la forma en que recolectamos agua de la atmósfera, una solución especialmente vital para las regiones áridas que enfrentan escasez de agua.
Dirigida por Pance Naumov, profesor de química en NYUAD, la investigación presenta los “cristales Janus”, una nueva clase de materiales inteligentes inspirados en la flora y fauna del desierto. Estos cristales Janus están diseñados para imitar las capacidades de recolección de agua de los escarabajos y lagartos del desierto, que poseen estructuras superficiales que capturan eficientemente la humedad del aire.
Los cristales, que llevan el nombre del dios romano de dos caras Jano, presentan regiones hidrófilas (que atraen el agua) que capturan la humedad y regiones hidrófobas (que repelen el agua) que canalizan el agua recolectada hacia un receptáculo.
Créditos: Universidad de Nueva York Abu Dabi
“La atmósfera de la Tierra contiene una gran cantidad de agua dulce sin explotar, pero necesitamos desesperadamente materiales que puedan capturar y recolectar eficientemente esta humedad y condensarla en agua potable”, dijo Naumov, quien también se desempeña como director del Centro de Materiales de Ingeniería Inteligente (CSEM) de NYUAD y lidera el proyecto. Laboratorio de materiales inteligentes (SML) en NYUAD, dijo en un comunicado de prensa.
Utilizando tres compuestos orgánicos diferentes, los investigadores crearon cristales orgánicos elásticos y probaron sus interacciones con el agua del aire. El resultado fue la formación de cristales Janus capaces de captar agua con la mayor eficiencia hasta la fecha. Su estructura única permite el seguimiento en tiempo real de la condensación de las gotas de niebla mediante luz, lo que aumenta su funcionalidad.
A diferencia de los procesos de desalinización que consumen mucha energía, los cristales Janus funcionan en condiciones ambientales y no requieren ningún aporte de energía, lo que los convierte en una opción accesible y sostenible para regiones con recursos limitados. Este eficiente proceso de recolección de agua combina las funciones de recolección y distribución de agua directamente en la superficie del cristal.
“Los cristales desarrollados por nuestro equipo no solo aprovechan la flexibilidad mecánica y la transparencia óptica de los cristales orgánicos, sino que también allanan el camino para el diseño de recolectores superficiales activos, autodetectores y eficientes que, cuando se utilizan a mayor escala, pueden ayudarnos a combatir la escasez de agua a nivel social”, agregó Naumov.
Los hallazgos del equipo, publicado en el Journal of the American Chemical Society, tiene un inmenso potencial para proporcionar una solución sostenible a la escasez de agua, aprovechando la reserva inexplorada de humedad atmosférica.
Mientras el planeta enfrenta crecientes problemas de escasez de agua, innovaciones como los cristales Janus podrían desempeñar un papel crucial para garantizar el acceso a agua limpia en todo el mundo, particularmente en regiones donde las fuentes de agua tradicionales están disminuyendo.