Cornell a făcut apă potabilă din apă de mare cu lână de oaie vopsită în negru și pusă la soare: 2,43 litri pe metru pătrat pe oră, sare sub limita OMS, zece ore fără să se înfunde. Materialul e biodegradabil și nu lasă microplastic

📄 Articolul original, tradus integral

„Dyed wool a sustainable water purification alternative” — Cornell Chronicle · Cornell Chronicle (contact media: Kaitlyn Serrao) · 9 septembrie 2026. Titlul în română: „Lâna vopsită, o alternativă sustenabilă de purificare a apei”. Text republicat conform politicii de copyright a Cornell Chronicle (https://news.cornell.edu/about/copyright): „Permission is granted to excerpt or reprint any of this material in news or information media.” Originalul, în engleză →

Oamenii de știință estimează că, până în 2050, aproape jumătate din populația urbană globală nu va avea suficientă apă potabilă, o creștere de 50 % față de 2016. E nevoie de metode noi și sustenabile de desalinizare, iar cercetătorii de la Cornell au o soluție potențială, inspirată în parte de pasărea paradisului.

Folosind o metodă de distilare a apei care valorifică lumina soarelui prin încălzirea suprafeței unui corp de apă, un grup condus de Larissa Shepherd, master 2013, doctorat 2017, profesoară asistentă la Departamentul de Design Centrat pe Om din Colegiul de Ecologie Umană, a demonstrat fezabilitatea folosirii lânii vopsite cu polidopamină și a lânii ultranegre ca metodă ieftină și regenerabilă de purificare a apei.

„Ideea e să folosim materiale naturale și să le folosim într-un fel care să permită zonelor care nu au neapărat multă infrastructură să poată produce apă curată din apă sărată”, a spus Shepherd. „Lâna e biodegradabilă și nu trebuie să ne facem griji pentru microplastice și pentru alte lucruri care nu se degradează.”

Kyuin Park, master 2023, doctorat 2026, fost membru al laboratorului Responsive Apparel Design (RAD) al lui Shepherd, e autorul principal al lucrării „Polydopamine-Wool Textiles for Sustainable Interfacial Solar Vapor Generation”, publicată pe 6 septembrie în Advanced Science.

Coautorii includ membra laboratorului Hansadi Jayamaha, doctorat 2026, și Lenan Zhang, profesor asistent la Școala Sibley de Inginerie Mecanică și Aerospațială din Colegiul de Inginerie Duffield al Cornell, al cărui laborator a ajutat la simularea solară și la analiză.

Polidopamina (PDA) e un polimer inspirat de melanină, o proteină care se găsește în midii. PDA are proprietăți puternice de legare chimică și absoarbe lumina din infraroșul apropiat, transformând-o în căldură. Vopsirea lânii cu polidopamină de către laboratorul RAD, împreună cu un pas suplimentar de gravare cu plasmă care creează nanofibrile ce captează lumina, a produs anul trecut un material ultranegru, imitând negrul adânc, izbitor, al păsării-pușcaș magnifice, o pasăre a paradisului, care a fost cea mai întunecată țesătură înregistrată vreodată.

Pentru această lucrare, cercetătorii au folosit generarea solară interfacială de vapori (ISVG), o metodă relativ nouă de evaporare și desalinizare. În ISVG, materiale specializate sunt parțial scufundate și încălzite de lumina soarelui; ele încălzesc suprafața de sus a apei în timp ce o absorb și o transformă în vapori.

Materialul reține marea majoritate a sării, iar vaporii sunt transformați înapoi în apă potabilă. Pentru ISVG, un material trebuie să reziste la înfundarea cu sare; cercetătorii au obținut 10 ore de funcționare continuă fără acumulare de sare.

Park și echipa au vopsit trei arhitecturi diferite de lână și le-au testat capacitățile de evaporare și vaporizare în trei configurații distincte, folosind un simulator solar: orizontală (paralelă cu suprafața apei); verticală pe o singură față; și verticală pe două fețe, cu oglinzi poziționate în spatele materialului pentru a obține iluminare pe ambele părți.

Grupul a constatat că lâna vopsită ultraneagră, în configurația ISVG verticală pe două fețe, a captat 2,43 kilograme de apă pe metru pătrat de țesătură pe oră, în timp ce lâna doar cu PDA a înregistrat o absorbție de 2,21 kg. Ambele rate sunt aproape dublul celor ale sistemelor tradiționale de evaporare orizontale, bidimensionale.

Conținutul de sare din apa captată, a spus Shepherd, a fost mult sub standardul Organizației Mondiale a Sănătății pentru apa potabilă.

Shepherd a spus că eficiența PDA e atât de mare, încât s-ar putea să nu merite pasul suplimentar al gravării cu plasmă pentru a obține ultranegrul. Dar pe parcursul unui an sau mai mult, a spus ea, obținerea potențialului suplimentar de evaporare al ultranegrului ar putea fi preferabilă. „E o diferență destul de drastică de la o țesătură neagră obișnuită la lâna noastră vopsită cu PDA, iar ultranegrul e un pas mic în plus față de asta”, a spus ea.

Studiile viitoare, a spus Shepherd, vor testa tehnologia lânii vopsite atât pe apă de ploaie, cât și pe apă uzată, împreună cu proiecte îmbunătățite de colectare a apei.

Alți contribuitori au fost Mia Bressler, promoția 2028, studentă la inginerie de mediu; Jintong Gao, cercetător postdoctoral din laboratorul Zhang; și Yipu Wang, doctorand în inginerie mecanică și membru al laboratorului Zhang.

Această lucrare a folosit Centrul Cornell pentru Cercetarea Materialelor și facilitatea de instrumente comune a Departamentului de Design Centrat pe Om. Finanțarea a venit de la National Science Foundation, Cornell Atkinson Center for Sustainability și AATCC Foundation.

Sursa: Cornell Chronicle, Universitatea Cornell (https://news.cornell.edu/). Traducerea în limba română aparține redacției Fără Baliverne; fotografiile Cornell nu sunt preluate.