A mangroveerdők mintájára sótalanítja a tengervizet egy új eljárás

A Qubit a szabad és tájékozott magyar nyilvánosságért dolgozik. Segítsd a munkánkat!

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.

Vörös mangrove erdő Puerto Rico partjainálForrás: Wikipédia

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 valódi és a szintetikus mangrove működési vázlataForrás: Science Advances

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. 

A Qubit szerkesztősége azért dolgozik, hogy a magyar nyilvánosság hiteles, alapos és közérthető tudományos ismeretekhez jusson. Tesszük ezt politikamentesen, közszolgálati hevülettel, száznál több kutató és tudós bevonásával. Égető kérdések, dermesztő válságok és zavaros álhírek sűrűjében igyekszünk tartani a fáklyát immár havi bő hétszázezer olvasónknak. Cikkeink ingyen olvashatók, de nem ingyen készülnek. Segítsd a munkánkat!

Korábbi kapcsolódó cikkeink: