Le fil bio-inspiré peut récupérer l’eau du brouillard

Les scientifiques ont développé un fil bio-inspiré capable de récupérer l’eau du brouillard, offrant ainsi une solution innovante à la pénurie d’eau dans les régions arides. En imitant l’alternance de motifs hydrophobes et hydrophiles observés chez les coléoptères du désert et les capacités de transport d’eau de la soie d’araignée unidimensionnelle à l’échelle micro/nano, ce fil double brin accélère la formation de gouttelettes, offrant une approche prometteuse pour lutter contre la crise mondiale de l’eau.

La pénurie d’eau est un problème de plus en plus urgent, en particulier dans les régions reculées et sèches où l’accès à l’eau douce est limité. Les méthodes conventionnelles de collecte de l’eau atmosphérique sont souvent inefficaces en raison de la demande énergétique élevée ou de la lenteur des processus de libération de l’eau. La nature, cependant, propose des solutions grâce à des organismes qui ont développé des mécanismes de collecte d’eau très efficaces. En réponse à ces défis, il existe un besoin évident de développer des matériaux avancés capables d’améliorer l’efficacité de la récupération de l’eau.

En recherche publié dans le Journal chinois de la science des polymèresdes scientifiques de l’Institut de communication graphique de Pékin et de l’Université de Beihang ont dévoilé un fil double brin aux propriétés hydrophobes et hydrophiles alternées. Inspiré par les capacités de collecte d’eau des coléoptères du désert et de la soie d’araignée, le fil, produit à l’aide de techniques d’électrofilage et de torsion, est conçu pour une collecte de brouillard à haute efficacité, répondant ainsi au besoin critique de sources d’eau durables.

La recherche met en évidence le développement d’un fil double brin fabriqué à partir de nanofibres hydrophobes de polyfluorure de vinylidène-co-hexafluoropropylène (PVDF-HFP) et de polyacrylonitrile (PAN), inspiré des organismes naturels collecteurs de brouillard comme les coléoptères du désert et la soie d’araignée. En utilisant des techniques d’électrofilage et de torsion, l’équipe a conçu le fil avec une alternance de segments hydrophobes et hydrophiles, créant ainsi une structure qui imite les mécanismes naturels de collecte de l’eau.

Les sections hydrophobes favorisent une accumulation rapide de gouttelettes d’eau, tandis que les sections hydrophiles améliorent le transport de ces gouttelettes, permettant une coalescence et une collecte plus rapides. Lorsqu’il a été testé dans un environnement de brouillard contrôlé, ce fil a démontré une amélioration significative de l’efficacité de la collecte de l’eau, atteignant un taux de 3,20 g·h−1·cm−2.

La combinaison de la capture de l’eau hydrophobe et du transport de l’eau hydrophile s’est avérée bien plus efficace que l’utilisation de fils homogènes. Cette innovation présente une solution évolutive, offrant des performances élevées dans des environnements riches en brouillard, et pourrait être vitale pour améliorer l’accès à l’eau dans les régions sujettes à la sécheresse.

Le professeur Yong Zhao de l’Université de Beihang, expert en matériaux bioinspirés, a déclaré : « Cette avancée montre comment le biomimétisme peut générer des solutions hautement efficaces et durables aux défis mondiaux tels que la rareté de l’eau. La conception à mouillabilité alternée imite la précision de la nature, améliorant considérablement les performances de collecte du brouillard. « .

La recherche a de vastes implications, en particulier pour les régions confrontées à de graves pénuries d’eau. La conception évolutive et efficace du fil le rend idéal pour une utilisation dans les zones sujettes au brouillard, offrant une source fiable d’eau douce. Cette avancée ouvre également la voie à de futures innovations dans les technologies de collecte de l’eau, avec le potentiel d’améliorer la durabilité des systèmes de collecte d’eau atmosphérique dans le monde entier.