Pustynny krzew wysysa wodę z powietrza. "To szansa na nowe technologie"

Zespół naukowców pod przewodnictwem dr Marieh Al-Handawi i prof. Panče Naumova z Uniwersytetu Nowojorskiego w Abu Zabi ujawnił mechanizm, którego używa pustynna roślina pochodząca ze Zjednoczonych Emiratów Arabskich, aby wychwytywać wilgoć z pustynnego powietrza. 

Identyfikacja tego unikalnego mechanizmu, w ramach którego roślina wydziela sole w celu ekstrakcji i kondensacji wody na powierzchni liści, może zainspirować rozwój nowych technologii i ulepszyć istniejące. Wśród potencjalnych zastosowań odkrycia jest np. zasiewanie chmur, w celu sztucznego wywołania opadów deszczu.

Tamaryszek bezlistny (Tamarix aphylla) to tzw. halofityczny krzew pustynny. Oznacza to, że może on przetrwać w środowiskach o niezwykle wysokiej koncentracji soli.  Z biegiem czasu roślina ewoluowała tak, aby w pełni wykorzystać nawet minimalne ilości wilgoci pochodzącej np. z mgły. 

Wiele roślin i zwierząt zamieszkujących suche regiony rozwinęło mechanizmy gromadzenia wody i cechy fizjologiczne, które dały im zdolność korzystania z niewykorzystanych źródeł, takich jak mgła i rosa. Mechanizmy te służą jako inspiracja dla powstających technologii gromadzenia wody, które opracowano w celu maksymalizacji wydajności istniejących metod pozyskiwania wilgoci z powietrza.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, naukowcy przedstawiają swoje badania nad fizykochemicznymi aspektami uwalniania soli i gromadzenia wody przez Tamarix aphylla, które pozwoliły mu rozwijać się na zasolonych piaskach.

Roślina pobiera słoną wodę z gleby poprzez korzenie, odfiltrowuje sól i wydala jej stężony roztwór na zewnętrzną powierzchnię liści. Naukowcy odkryli, że po odparowaniu roztwór soli przekształca się w higroskopijną krystaliczną mieszaninę złożoną z co najmniej dziesięciu różnych minerałów.

Odkryto, że niektóre z tych kryształków soli mają zdolność przyciągania wilgoci z powietrza nawet przy stosunkowo niskim poziomie wilgotności (~55% wilgotności względnej). Wilgoć ta skrapla się na powierzchni liści rośliny, a następnie jest wchłaniana.

"Nasze odkrycia nie tylko ujawniają unikalny, naturalny, złożony mechanizm wykorzystania wody, ale otwierają także perspektywy zaprojektowania łagodnych dla środowiska preparatów na bazie biogenicznej mieszaniny soli, które można by wykorzystać do wydajnego zbierania wody z powietrza lub zasiewu chmur przy niskiej wilgotności" - mówi. Al-Handawi. "To może zrewolucjonizować praktyki zasiewania chmur, czyniąc je bardziej skutecznymi i przyjaznymi dla środowiska".

Zasiewanie chmur to proces pozwalający formować chmury deszczowe nad wybranym obszarem. Zazwyczaj polega on na rozpylaniu wysoko w atmosferze drobin soli, wokół których znajdująca się w powietrzu para wodna skrapla się, tworząc chmury i ostatecznie deszcz. 

Globalny niedobór słodkiej wody pobudził badania nad alternatywnymi technologiami jej pozyskiwania. Odkryty przez badaczy naturalny mechanizm służący do gromadzenia wilgoci przy użyciu łagodnych dla środowiska soli jako adsorbentów może uzupełnić stosowane dziś technologie.