La rose est peut-être l'un des symboles les plus emblématiques de la fragilité de l'amour dans la culture populaire, mais maintenant la fleur pouvait avoir plus qu'une simple valeur symbolique. Un nouveau dispositif de collecte et de purification de l'eau, développé à l'Université du Texas à Austin, a été inspiré par une rose et, bien que plus conçu qu'enchanté, est une amélioration spectaculaire par rapport aux méthodes actuelles. Chaque structure en forme de fleur coûte moins de 2 cents et peut produire plus d'un demi-gallon d'eau par heure et par mètre carré.

Une équipe dirigée par le professeur agrégé Donglei (Emma) Fan du département de génie mécanique Walker de la Cockrell School of Engineering a développé une nouvelle approche de la vapeur solaire pour la production d'eau, une technique qui utilise l'énergie de la lumière du soleil pour séparer le sel et d'autres impuretés de l'eau par évaporation. .

Dans un article publié dans le dernier numéro de la revue Matériaux avancés , les auteurs décrivent comment une rose en origami a inspiré le développement d'un nouveau type de système de vapeur solaire fabriqué à partir de couches, feuilles de papier noir en forme de pétales. Attaché à un tube en forme de tige qui recueille l'eau non traitée de n'importe quelle source d'eau, la forme de rose en 3D permet à la structure de collecter et de retenir plus facilement plus de liquide.

Les technologies actuelles de vapeur solaire sont généralement chères, volumineux et produisent des résultats limités. La méthode de l'équipe utilise des matériaux peu coûteux, portables et légers. Oh, et il ressemble aussi à une rose à pétales noirs dans un bocal en verre.

Les connaisseurs le décriraient plus précisément comme un « unisystème » portable de collecte de vapeur solaire à basse pression contrôlée. Mais sa ressemblance avec une fleur n'est pas un hasard.

"Nous recherchions des moyens plus efficaces d'appliquer la technique de la vapeur solaire pour la production d'eau en utilisant du papier filtre noir enduit d'un type spécial de polymère, connu sous le nom de polypyrrole, ", a déclaré Fan.

Le polypyrrole est un matériau connu pour ses propriétés photothermiques, ce qui signifie qu'il est particulièrement efficace pour convertir la lumière solaire en chaleur thermique.

Fan et son équipe ont expérimenté différentes manières de façonner le papier pour voir ce qui était le mieux pour atteindre des niveaux de rétention d'eau optimaux. Ils ont commencé par placer des célibataires, couches rondes de papier couché à plat sur le sol sous la lumière directe du soleil. Les feuilles simples se sont révélées prometteuses en tant que collecteurs d'eau, mais pas en quantités suffisantes. Après avoir joué avec quelques autres formes, Fan a été inspirée par un livre qu'elle a lu au lycée. Bien qu'il ne s'agisse pas de roses en soi, "La Tulipe Noire" d'Alexandre Dumas lui a donné l'idée d'essayer une forme en forme de fleur, et elle a découvert que la rose était idéale. Sa structure a permis à plus de lumière directe du soleil de frapper le matériau photothermique - avec plus de réflexions internes - que d'autres formes florales et a également fourni une plus grande surface pour que la vapeur d'eau se dissipe du matériau.

L'appareil récupère l'eau à travers son tube en forme de tige, l'alimentant jusqu'à la structure en forme de fleur située sur le dessus. Il peut également collecter les gouttes de pluie venant d'en haut. L'eau trouve son chemin jusqu'aux pétales où le matériau polypyrrole recouvrant la fleur transforme l'eau en vapeur. Les impuretés se séparent naturellement de l'eau lorsqu'elles sont ainsi condensées.

"Nous avons conçu l'unisystème épuration-collecte pour inclure un point de raccordement pour une pompe basse pression pour aider à condenser l'eau plus efficacement, " dit Weigu Li, un doctorat candidat au Fan's lab et auteur principal de l'article. "Une fois condensé, le bocal en verre est conçu pour être compact, robuste et sûr pour stocker de l'eau propre."

L'appareil élimine toute contamination par les métaux lourds et les bactéries, et il retire le sel de l'eau de mer, produire de l'eau propre qui répond aux exigences des normes de consommation fixées par l'Organisation mondiale de la santé.

"Notre conception rationnelle et la fabrication à faible coût de matériaux photothermiques origami 3D représentent un système portable de collecte de vapeur solaire basse pression portable, le premier du genre, ", a déclaré Li. "Cela pourrait inspirer de nouveaux paradigmes de technologies de vapeur solaire dans la production d'eau propre pour les particuliers et les maisons."