Trinkwasser aus tanzenden Tropfen gewonnen

Selbst die Feuchtigkeit von Wüstenluft lässt sich laut KAUST-Wissenschaftlern effektiv nutzen

Muster, die die tanzenden Tröpfchen gezeichnet haben (Foto: kaust.edu.sa, Fauzia Wardani)

Thuwal (pte003/08.05.2024/06:10) - Selbst aus vermeintlich trockener Wüstenluft lässt sich noch Wasser gewinnen - zumindest, wenn es nach Forschern der König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie ( https://www.kaust.edu.sa/en/ ) (KAUST) geht. Vorbild ist die Natur, denn manche Pflanzen und Tiere können selbst in Trockengebieten überleben. Forschungsstipendiat Marcus Lin hat ein ungewöhnliches neues Mittel entdeckt, Tröpfchen einzufangen, das das Team jetzt optimieren will.

Tröpfchen werden tanzend größer

Die Forscher haben beobachtet, dass sich auf einer kalten, mit einem Ölfilm bedeckten Fläche durch Kondensation winzige Wassertröpfchen sammeln. Nutzbar sind sie zunächst nicht, weil sie zu klein sind, um herunterzulaufen und aufgefangen zu werden. Doch diesen Missstand haben die Experten behoben. Die komplexe Art und Weise, in der sich die Tröpfchen bewegen, ist der Trick. Sobald sie eine kritische Größe erreicht haben, führen sie selbstständig Bewegungen aus, die einem kunstvollen Tanz gleichen.

Sie bewegen sich zunächst schlangenförmig, bevor sie in kreisförmige Bewegungen übergehen und dann wieder zurück. Diese Bewegungen treten in Größenordnungen von Mikrometern bis zu mehreren Zentimetern auf und halten stundenlang an, wenn sie nicht unterbrochen werden, etwa, um sie zu nutzen", unterstreicht Lin. Dabei wurden die Tropfen immer größer, bis sie abperlten und aufgefangen werden konnten.

Frühstücksflocken tun's ebenfalls

Die treibende Kraft besteht darin, dass die auf dem Öl schwimmenden Wassertröpfchen durch das Zusammenspiel von Schwerkraft und Oberflächenspannung zu ihren Nachbarn hingezogen werden. Das ähnelt dem sogenannten Cheerio-Effekt. Cheerios sind Haferring-Frühstücksflocken der amerikanischen Firma General Mills ( https://www.generalmills.com/ ), die hauptsächlich als Müsli gegessen werden. Diese schwimmen auf der Milch und klumpen sehr schnell zusammen.

"Indem wir die kollektive Bewegung der kondensierenden Tröpfchen optimieren, können wir die Kondensationsraten erheblich steigern und somit effizientere Wassersammelsysteme entwickeln", sagt Lin, womit er seine nächste Aufgabe umschreibt. Angesichts der regionalen Abnahme von Süßwasserquellen würden weitgehend passive Systeme, die die Feuchtigkeit der Luft nutzen, immer wichtiger.

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