De roos is misschien wel een van de meest iconische symbolen van de kwetsbaarheid van liefde in de populaire cultuur, maar nu kon de bloem meer hebben dan alleen symbolische waarde. Een nieuw apparaat voor het opvangen en zuiveren van water, ontwikkeld aan de Universiteit van Texas in Austin, werd geïnspireerd door een roos en, hoewel meer ontwikkeld dan betoverd, is een dramatische verbetering ten opzichte van de huidige methoden. Elke bloemachtige structuur kost minder dan 2 cent en kan meer dan een halve gallon water per uur per vierkante meter produceren.

Een team onder leiding van universitair hoofddocent Donglei (Emma) Fan in de Walker Department of Mechanical Engineering van de Cockrell School of Engineering ontwikkelde een nieuwe benadering van zonnestomen voor waterproductie - een techniek die energie uit zonlicht gebruikt om zout en andere onzuiverheden uit water te scheiden door middel van verdamping .

In een paper gepubliceerd in het meest recente nummer van het tijdschrift Geavanceerde materialen , de auteurs schetsen hoe een origamiroos de inspiratie vormde voor de ontwikkeling van een nieuw soort zonne-stoomsysteem gemaakt van gelaagde, zwarte vellen papier in de vorm van bloemblaadjes. Bevestigd aan een steelachtige buis die onbehandeld water uit elke waterbron verzamelt, de 3D-roosvorm maakt het voor de structuur gemakkelijker om meer vloeistof op te vangen en vast te houden.

De huidige zonne-stoomtechnologieën zijn meestal duur, omvangrijk en produceren beperkte resultaten. De methode van het team maakt gebruik van goedkope materialen die draagbaar en lichtgewicht zijn. Oh, en het ziet er ook net uit als een roos met zwarte bloembladen in een glazen pot.

Degenen die het weten, zouden het nauwkeuriger omschrijven als een draagbaar, door lage druk gecontroleerd zonne-stomen-collectie "unisystem". Maar de gelijkenis met een bloem is geen toeval.

"We waren op zoek naar efficiëntere manieren om de zonne-stoomtechniek voor waterproductie toe te passen door zwart gefilterd papier te gebruiken dat is gecoat met een speciaal type polymeer, bekend als polypyrrool, ' zei Fan.

Polypyrrool is een materiaal dat bekend staat om zijn fotothermische eigenschappen, wat betekent dat het bijzonder goed is in het omzetten van zonnelicht in thermische warmte.

Fan en haar team experimenteerden met een aantal verschillende manieren om het papier vorm te geven om te zien wat het beste was om een ​​optimaal waterretentieniveau te bereiken. Ze begonnen met het plaatsen van enkele, ronde lagen van het gecoate papier plat op de grond in direct zonlicht. De losse vellen waren veelbelovend als waterverzamelaars, maar niet in voldoende hoeveelheden. Na met een paar andere vormen te hebben gespeeld, Fan werd geïnspireerd door een boek dat ze las op de middelbare school. Hoewel het niet per se over rozen gaat, "The Black Tulip" van Alexandre Dumas bracht haar op het idee om een ​​bloemachtige vorm te gebruiken, en ze ontdekte dat de roos ideaal was. De structuur zorgde ervoor dat er meer direct zonlicht op het fotothermische materiaal viel - met meer interne reflecties - dan andere bloemvormen en zorgde ook voor een groter oppervlak voor waterdamp om uit het materiaal te verdwijnen.

Het apparaat verzamelt water door zijn steelachtige buis en voert het naar de bloemvormige structuur bovenop. Het kan ook regendruppels opvangen die van boven komen. Water vindt zijn weg naar de bloembladen waar het polypyrroolmateriaal dat de bloem bedekt, het water in stoom verandert. Onzuiverheden scheiden zich op natuurlijke wijze van water af wanneer ze op deze manier worden gecondenseerd.

"We hebben het zuiverings-collectie-unisysteem ontworpen met een aansluitpunt voor een lagedrukpomp om het water effectiever te condenseren, " zei Weigu Li, een doctoraat kandidaat in Fan's lab en hoofdauteur op het papier. "Als het eenmaal gecondenseerd is, de glazen pot is ontworpen om compact te zijn, stevig en veilig voor het opslaan van schoon water."

Het apparaat verwijdert eventuele verontreinigingen van zware metalen en bacteriën, en het verwijdert zout uit zeewater, het produceren van schoon water dat voldoet aan de drinknormen die zijn vastgesteld door de Wereldgezondheidsorganisatie.

"Ons rationele ontwerp en goedkope fabricage van 3D origami fotothermische materialen vertegenwoordigt een eerste in zijn soort draagbaar lagedruk zonne-stoom-verzamelsysteem, " zei Li. "Dit zou nieuwe paradigma's van zonne-stoomtechnologieën in de productie van schoon water voor individuen en huizen kunnen inspireren."