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: