Pufferfish a inspiré un nouvel appareil capable du taux le plus élevé de purification solaire passive de l’eau – selon ses créateurs Xiaohui Xu et ses collègues de l’Université de Princeton.
Xiaohui Xu
Basé sur un hydrogel avancé, le système peut rapidement absorber et filtrer l’eau lorsqu’elle est froide, puis libérer de l’eau propre lorsqu’elle est chauffé au soleil. L’équipe espère que leur innovation pourrait conduire à des systèmes de purification autonome à faible coût et durables, améliorant potentiellement l’accès à l’eau potable pour de nombreuses communautés dans le monde.
Une personne sur trois dans le monde n’a pas accès à une eau potable salubre, il est donc urgent de disposer de systèmes de filtration de l’eau peu coûteux et écologiquement durables. Celles-ci sont mieux réalisées grâce aux technologies de purification passive, qui utilisent l’énergie solaire pour séparer l’eau des contaminants tels que les métaux lourds, les huiles et les microbes nocifs. Aujourd’hui, cela se fait largement en évaporant l’eau et en la condensant sur une surface – mais il s’agit d’un processus énergivore, entraînant des taux de production relativement lents.
Lorsque les poissons-globe détectent des prédateurs, ils absorbent rapidement l’eau pour gonfler leur corps, se faisant paraître plus menaçants. Une fois le danger passé, l’eau est rapidement libérée. Pour imiter ce comportement, les chercheurs ont développé un dispositif semblable à une éponge qu’ils ont surnommé un gel absorbant solaire, contenant trois composants clés: un maillage sensible à la température contenant à la fois des régions hydrophobes et hydrophiles; entourant cet hydrogel interne se trouve une couche sombre, qui convertit efficacement la lumière du soleil en chaleur, permettant au maillage d’atteindre sa température de transition de phase dans des conditions plus froides, tout en filtrant les métaux lourds et les molécules organiques avant qu’ils ne pénètrent dans l’hydrogel, et enfin, une couche externe qui filtre tous les microbes, ainsi que toutes les autres molécules plus grosses.
À des températures plus basses, le maillage reste long et flexible. Cela permet à l’eau de s’écouler dans le treillis par action capillaire et de se lier à ses régions hydrophiles. À des températures supérieures à 33 ° C (91 ° F), le treillis subit une transition de phase, devenant court et rigide. En conséquence, il perd environ 90% de son volume et devient hydrophobe – poussant l’eau hors du matériau.
L’équipe de Xu a testé les performances du matériau en le plaçant dans un lac du campus de Princeton avec une température de l’eau de 25 ° C (77 ° F). Après avoir trempé le matériau, ils l’ont réchauffé au soleil pour libérer son eau absorbée. Au cours d’un cycle de 2 heures de trempage et de décharge, le matériau a démontré le taux le plus élevé de purification solaire passive de l’eau jamais rapporté. Le matériau est également très durable, ses performances diminuant à peine, même après 10 cycles de collecte.
En raison de leur processus de fabrication simple à base d’eau, ces matériaux sont peu coûteux et non toxiques, garantissant à la fois leur accessibilité et leur durabilité pour la purification de l’eau hors réseau. Xu et ses collègues pensent que leur matériel pourrait être transformateur, améliorant potentiellement la qualité de vie de nombreuses communautés à travers le monde.
