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Científicos crean nanobastones que recolectan agua del aire

Nano varillas que expiden agua
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15/06/2016 - 01:48

Aprender de los errores es una lección clave de la vida, y los investigadores del Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste (PNNL) pueden dar fe de ello.

Después de crear involuntariamente nanobastones ricos en carbono, el equipo se dio cuenta que su invención accidental se comporta de forma extraña con el agua, lo que demuestra una teoría de 20 años de edad y que podría allanar el camino a los sistemas de recolección de agua de baja consumo y telas anti sudor.

Los investigadores señalan que generalmente los materiales absorben más agua a medida que la humedad en el aire aumenta. Sin embargo, a una humedad relativa entre el 50% y el 80% estos nanobastones hacen exactamente lo contrario y expulsan el agua, un comportamiento que dicen no es compartido por ningún otro material.

Por debajo de este rango, se comportan de forma normal, por lo que el proceso es reversible mediante la reducción de la humedad.

"Nuestro material inusual se comporta un poco como una esponja; se exprime a sí misma a mitad de camino antes de que esté completamente saturada con agua," dice David Lao, asociado de investigación del PNNL y creador del material.

Estos nanobastones se crearon por error al tratar de fabricar nanocables magnéticos, y los investigadores decidieron dar un vistazo más de cerca a los accidentes. Examinándolos con un instrumento de análisis de vapor, Satish Nune, uno de los autores del trabajo de investigación, se dio cuenta de que las estructuras en realidad perdían peso a medida que la humedad aumentaba.

Suponiendo que el equipo estaba funcionando mal, los científicos cambiaron a un microscopio y pudieron observar cómo el agua aparecía entre las ramas de los nanobastones, y luego se evaporaba a una humedad superior.

Ingenieros andaluces consiguen crear agua en pleno desierto.

Investigando el por qué del caso, el equipo consultó estudios anteriores y encontró documentos a partir de 2012 y 2013 que explican cómo el agua puede evaporarse de forma espontánea en áreas de sólo 1,5 nm de ancho, o cuando está estrechamente rodeada por materiales hidrófobos.

La investigación reciente en PNNL parece ser la primera vez que este fenómeno se ha visto directamente en acción.

La hipótesis del equipo es que el agua se condensa y acerca las ramas de los nanobastones, y cuando alcanzan el umbral de 1,5 nm, como se especifica en el trabajo previo, el agua se evapora rápidamente.

"Ahora que hemos conseguido superar el shock inicial de este comportamiento imprevisto, nos estamos imaginando las muchas maneras en que podría ser aprovechada para mejorar la calidad de nuestras vidas", dice David Heldebrant, el segundo autor del artículo.

Las aplicaciones potenciales incluyen un sistema para capturar la humedad del aire en un desierto y luego expulsar el agua recogida cuando se alcanza un cierto nivel de humedad, o como una membrana en la ropa para eliminar el sudor, convirtiéndolo en vapor para ser expulsado al exterior.

"Pero antes de que podamos poner estos nanobastones a buen uso, tenemos que ser capaces de controlar y perfeccionar su tamaño y forma," dice Nune. A tal fin, el equipo tiene el objetivo de mejorar la eficiencia de las habilidades de expulsar agua de los nanobastones más allá de su capacidad estimada actual de 10% a 20%.

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