A mangroveerdők mintájára sótalanítja a tengervizet egy új eljárás
Az árapályzóna lapos, trópusi partvidékén található örökzöld mangroveerdőket a konvergens evolúció eredményeként kialakult több mint 50 faj alkotja.
Ezek a növények azon ritka fásszárúak közé tartoznak, amelyeknek rendkívül magas a sórezisztenciájuk. Különlegességük, hogy szállítószöveteikben olyan biofizikai mechanizmus működik, amely sótalanítja a tengervizet.
Kínai, kanadai és amerikai környezetmérnökök a Science Advances folyóiratban február 21-én publikálták az általuk alkotott mesterséges mangrove leírását, amely orvosolná a globális édesvízhiányt. Mint köztudott, a Föld vízkészletének 97 százaléka sós, a tengervíz sótalanítása jelenleg igen költséges és körülményes folyamat.
A kulcs a hajszálcsövesség
A növények vízháztartását a levelek párologtatása révén a gyökerek és a levelek között kialakuló nyomáskülönbség tartja fenn. A hajszálcsövességnek is nevezett kapilláris jelenség a folyadék és az azt körülvevő cső közötti intermolekuláris erők miatt lép fel. Ha a cső átmérője kellően kicsi, akkor a felületi feszültség, valamint a folyadék és a cső közötti adhéziós erők együttes hatása emeli a folyadékot a gravitáció ellenében.
A mangroveerdőket alkotó fajokban a kapillárisok falában található sejtek membránjai annyiban különböznek más fásszárúakétól, hogy a folyadékok határfelületein fellépő, megfelelő kohéziós erők megléte esetén afféle sószűrőként működnek. Ezt a mechanizmust imitálja a kutatók szintetikus mangrovéja az alábbi módon.
A kutatók szintetikus rendszerben reprodukálták a folyamatot. A kapillárisok szilícium-dioxidból készültek, az ozmotikus nyomás függvényében működő sejtmembrán pedig alumínium-oxid szűrőkkel operáló, műanyag alapú hidrogélből.
A kutatók szerint a folyamat kicsiben hatékonyan sótalanítja a tengervizet, a kérdés már csak az, hogy a párolgás kiváltotta kapilláris jelenséghez szükséges energiaigény ipari méretekben mekkora. Mivel a trópusi mangroveerdőkben a levelek párolgása egyszersmind hűtési funkciót is betölt, így a kutatók szerint a mesterséges mangrove akár légkondiként is bevethető lenne.
Korábbi kapcsolódó cikkeink:
Megvan a megoldás az ivóvízhiányra, már csak zölddé kell varázsolni a technológiát
A Földet ivóvízhiány fenyegeti, miközben a bolygó 70 százalékát víz borítja – ennek túlnyomó része azonban ihatatlan sós víz. Ezt a problémát igyekeznek egyre több helyen sótalanító üzemekkel megoldani, amik viszont újabb környezeti problémákat vetnek fel.
Apokaliptikus fenyegetés helyett végre megoldásokat javasol egy friss jelentés az óceánokról
Amíg mindenki az ENSZ világvége-jelentésére figyelt, egy nemzetközi óceánkutató szervezet öt pontba szedte, hogyan lehet megmenteni a világtengert úgy, hogy még a párizsi klímaegyezmény lehetetlennek gondolt vállalásai is tarthatók legyenek.