Во время редких пустынных дождей кактусы стремятся поглотить и удержать как можно больше влаги. Вдохновленные этим природным явлением, члены Американского химического общества создали материал, имитирующий поведение корней этих растений.
Исследование, проведенное Сангом Джоуном Ли, Хечжоном Кимом и Юньхо Кимом, представлено в журнале ACS Macro Letters. Новый материал может быстро поглощать и удерживать большое количество воды с минимальным испарением. По словам авторов, приведенных в статье sciencedaily.com, новая структура способна привести к появлению новой и улучшенной косметики, медицинских устройств и различных повседневных продуктов.
Нуждаясь в воде, как и любой живой организм, кактусы все же способны выжить в самых сухих регионах планеты. Ключ к этому навыку – неглубокая, но разветвленная корневая система, быстро поглощающая редкие осадки, не проникающие в почву больше, чем на несколько дюймов. Во время засухи корни высыхают и сжимаются. Создающиеся в результате воздушные камеры не дают воде уйти обратно в почву. Заинтересованные этим свойством, авторы захотели создать прочный материал, способный эффективно поглощать влагу без изменений других физических свойств.
Для имитации структуры и внешнего покрытия корней кактусов, команда объединила целлюлозные волокна, агарозный криогель и микрочастицы. Из них создали цилиндрические гелиевые формы, которые потом высушили вымораживанием. Получившаяся структура имитировала слоистый эпидермис кактусовых корней. Лабораторные опыты показали, что материал, названный CRIM (аббревиатура от cactus-root-inspired material), поглощает воду почти в 930 раз быстрее, чем теряет ее из-за испарения. Авторы отметили, что компоненты можно адаптировать под определенные потребности. Например, добавление гидрофобных микрочастиц позволит использовать CRIM для отделения нефти и других процедур с маслянистыми субстанциями. Авторы уверены, что продукт подойдет для сельского хозяйства, косметологической и медицинской сфер.
Ваше мнение