Des chercheurs de l’Université de Jilin et de l’Université de New York à Abu Dhabi ont mis au point des cristaux Janus innovants capables de récupérer l’eau de l’air sans nécessiter d’apport énergétique, en s’inspirant des organismes du désert. Cela pourrait constituer une avancée significative dans la lutte contre la pénurie d’eau à l’échelle mondiale.
Une équipe de chercheurs de l’Université de Jilin et de l’Université de New York à Abu Dhabi a développé un matériau cristallin révolutionnaire qui pourrait révolutionner la façon dont nous collectons l’eau de l’atmosphère, une solution particulièrement vitale pour les régions arides confrontées à une pénurie d’eau.
Dirigée par Pance Naumov, professeur de chimie à l’Université de New York, cette recherche met en avant les « cristaux Janus », une nouvelle classe de matériaux intelligents inspirés de la faune et de la flore du désert. Ces cristaux Janus sont conçus pour imiter les capacités de collecte d’eau des coléoptères et des lézards du désert, qui possèdent des structures de surface capables de capturer efficacement l’humidité de l’air.
Les cristaux, nommés d'après le dieu romain à deux faces Janus, présentent des régions hydrophiles (attirant l'eau) qui capturent l'humidité et des régions hydrophobes (repoussant l'eau) qui canalisent l'eau collectée dans un réceptacle.
Crédit: Université de New York d'Abou Dhabi
« L'atmosphère terrestre contient une abondance d'eau douce inexploitée, mais nous avons désespérément besoin de matériaux capables de capturer et de collecter efficacement cette humidité et de la condenser en eau potable », a déclaré Naumov, qui est également directeur du Centre NYUAD pour les matériaux d'ingénierie intelligents (CSEM) et dirige le Laboratoire de matériaux intelligents (SML) à NYUAD, a déclaré dans un communiqué de presse.
En utilisant trois composés organiques différents, les chercheurs ont fabriqué des cristaux organiques élastiques et testé leurs interactions avec l'eau en suspension dans l'air. Le résultat a été la formation de cristaux Janus capables de la plus grande efficacité de collecte d'eau à ce jour. Leur structure unique permet de surveiller en temps réel la condensation des gouttelettes de brouillard à l'aide de la lumière, ce qui ajoute à leur fonctionnalité.
Contrairement aux procédés de dessalement à forte consommation d'énergie, les cristaux Janus fonctionnent dans des conditions ambiantes et ne nécessitent aucun apport d'énergie, ce qui en fait une option accessible et durable pour les régions aux ressources limitées. Ce processus efficace de récupération de l'eau combine les fonctions de collecte et de distribution de l'eau directement sur la surface du cristal.
« Les cristaux développés par notre équipe non seulement capitalisent sur la conformité mécanique et la transparence optique des cristaux organiques, mais ouvrent également la voie à la conception de récupérateurs de surface actifs, auto-détecteurs et efficaces qui, lorsqu'ils sont utilisés à plus grande échelle, peuvent nous aider à lutter contre la pénurie d'eau au niveau sociétal », a ajouté Naumov.
Les conclusions de l'équipe, publié Dans le Journal of the American Chemical Society, cette technologie recèle un immense potentiel pour apporter une solution durable à la pénurie d’eau, en exploitant le réservoir inexploré de l’humidité atmosphérique.
Alors que la planète est confrontée à des problèmes croissants de pénurie d’eau, des innovations comme les cristaux Janus pourraient jouer un rôle crucial pour garantir l’accès à l’eau potable partout dans le monde, en particulier dans les régions où les sources d’eau traditionnelles diminuent.