Selon les Nations Unies, environ un cinquième de la population mondiale vit dans des régions où l'eau est rare. Par conséquent, technologies pour produire de l'eau propre à partir de sources non potables, comme l'eau de mer, eau de rivière ou de lac, et de l'eau contaminée, sont nécessaires de toute urgence. Maintenant, chercheurs rapportant dans Lettres nano ont développé un générateur de vapeur à base de bois qui, à l'aide de nanomatériaux produits par des bactéries, exploite l'énergie solaire pour purifier l'eau.

Un générateur de vapeur solaire est un appareil qui utilise l'abondante énergie du soleil pour séparer l'eau pure de ses contaminants par évaporation. De nombreuses versions différentes de ces appareils ont été développées, avec des efficacités variables. Pour concevoir de meilleurs générateurs de vapeur solaires, les chercheurs doivent trouver des moyens d'améliorer l'absorption de la lumière, gestion de la chaleur, transport et évaporation de l'eau. Shu-Hong Yu et ses collègues de l'Université des sciences et technologies de Chine voulaient combiner les quatre améliorations dans un seul appareil. Ils ont choisi le bois comme base de leur générateur en raison de sa durabilité et de sa structure poreuse, qui permet un transport rapide de l'eau.

Les chercheurs ont fabriqué leur appareil à l'aide de bactéries produisant de longues nanofibres de cellulose, qui liaient les couches de l'appareil entre elles. L'équipe a ajouté des bactéries à la surface d'un bloc de bois et leur a permis de fermenter. Puis, ils ont pulvérisé un aérosol de bulles de verre - de minuscules sphères creuses qui offrent une excellente isolation thermique - sur la surface. Les bulles de verre se sont incrustées dans les nanofibres de cellulose produites par les bactéries, former un hydrogel. Finalement, les chercheurs ont ajouté des nanotubes de carbone, qui s'enchevêtrent avec les nanofibres de cellulose pour former un matériau absorbant la lumière, couche supérieure d'évaporation d'eau. L'appareil fonctionne en transportant l'eau vers le haut à travers le bois jusqu'à la couche absorbant la lumière, qui est chauffé par le soleil. L'eau s'évapore, et la vapeur est collectée et condensée pour produire de l'eau pure. La couche isolante de bulles de verre empêche la chaleur d'être transférée vers le bas à travers l'appareil et perdue, et les structures à l'échelle nanométrique réduisent l'énergie requise pour la vaporisation de l'eau. Par conséquent, le nouveau dispositif a un taux d'évaporation et une efficacité plus élevés que la plupart des générateurs de vapeur solaires existants.