Play-doh wurde eigentlich als Tapetenreiniger erfunden, aber jetzt kennen wir es als lustiges Kinderspielzeug. Genau wie bei Play-doh haben Wissenschaftler aus Versehen kleine Nanostäbe entwickelt, die in der Lage sind, Wasser aus der Luft zu gewinnen. Also, warum sind diese Kohlenstoff-Nanostäbchen speziell? Schließlich können viele Dinge der Luft Wasser entziehen. Nun, diese Stäbchen entziehen bei niedriger Luftfeuchtigkeit mehr Wasser und stoßen bei hoher Luftfeuchtigkeit Wasser aus, völlig anders als jede andere derzeit bekannte Extraktionsmethode.
"Hier zeigen wir, dass Stäbchen auf Kohlenstoffbasis Wasser bei niedriger Luftfeuchtigkeit absorbieren können und spontan etwa die Hälfte des adsorbierten Wassers ausstoßen, wenn die relative Luftfeuchtigkeit einen Schwellenwert von 50–80% überschreitet. Die Wasserausscheidung ist reversibel und wird auf dieGrenzflächenkräfte zwischen den eingeschlossenen Staboberflächen." ~ Natur
[Bildquelle: PNNL]
Die Entdeckung kam zuerst als Chemiker Satish Nune von Pacific Northwest National Laboratories PNNL hat sich die Nanostäbe mit einem Dampfanalysegerät genauer angesehen. Die Stäbchen haben im Gegensatz zu anderen Wasserrezeptoren funktioniert, da die gesamte Anordnung mit zunehmender äußerer Feuchtigkeit an Masse verloren hat. Der Mechanismus hinter diesem einzigartigen Verhalten liegt in der VariablenAbstand der Stäbe, nach PNNL. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit halten die Stäbchen einen großen Abstand, der eine Wassersammlung ermöglicht. Wenn die Feuchtigkeit jedoch zunimmt, zieht die Kapillarwirkung des Wassers die Stäbchen näher zusammen und stößt das aufgenommene Wasser aus.
"Bei weiten Stababständen kann sich auf der Oberfläche der kohlenstoffbasierten Stäbe eine Monoschicht aus Wasser bilden, die anschließend zu Kondensation im engen Raum zwischen benachbarten Stäben führtdie Bündel werden durch Kapillarkräfte enger zusammengezogen." ~ Natur
Dieser Prozess wurde bereits in den 1990er Jahren vorgeschlagen, gemäß Wissenschaftsalarm, aber es wurde nichts bewiesen, was darauf hindeutete. Die Forscher konnten das Phänomen unter mikroskopischen Videos aufzeichnen, aber es ist ziemlich verschwommen. Sie können sich den Vorgang unten ansehen und mit genauem Auge beobachten.
Es wird spekuliert, dass diese Nanostäbchen in großem Maßstab zur Wassergewinnung in trockenen Wüstenumgebungen verwendet werden. Derzeit ist das zufällige Material jedoch nur bei etwa 10-20% der gesamten Masse bei dieser Aufgabe effektiv. Jetzt beginnen Wissenschaftler zu verstehen, wiedas Material funktioniert, glauben sie, es verfeinern und die Effizienz steigern zu können. Nachdem die Effizienz in den Kohlenstoff-Nanostäbchen-Strukturen erhöht wurde, kann die praktische Umsetzung beginnen.