Khi dân số tại các khu vực khô hạn và bán khô hạn gia tăng, áp lực lên các tài nguyên nước vốn dĩ đã căng thẳng lại càng mạnh mẽ hơn. Với hy vọng giảm bớt áp lực này, một số nhà khoa học đang tìm đến thiên nhiên để xác định các chiến lược thu gom nước mới và bền vững.

Các nhà khoa học học theo tự nhiên để tìm cách thu thập và lưu trữ nước trong sa mac.
Các nhà khoa học học theo tự nhiên để tìm cách thu thập và lưu trữ nước trong sa mac.

Trong một cuộc khảo sát mới công bố trong tuần này trên tạp chí Philosophical Transitions của Hội Hoàng gia, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Ohio đã phân tích khả năng mở rộng của các phương thức gom nước mà cây xương rồng, bọ cánh cứng và cỏ sa mạc đang sử dụng.

Cây xương rồng thu những giọt nước trên phần chóp của cây và sử dụng các gai hình nón để dẫn nước từ phần rìa của cây xuống đến gốc. Bọ cánh cứng thu gom các giọt nước nhờ có những chiếc gai nhỏ trên lưng của chúng, trong khi những đường vân giúp định hướng ngưng tụ nước về phía miệng. Cỏ sa mạc thu gom nước ngưng tụ trên đầu ngọn cỏ và dẫn nước về phía rễ của chúng.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy in 3D để tái tạo nhiều cấu trúc và mô hình thu gom nước khác nhau trên quy mô lớn. Nhiều hình dạng và mẫu khác nhau đã được thử nghiệm bên trong một buồng đầy sương mù. Bên trong buồng ẩm, các hình dạng nón thu gom nhiều nước hơn các hình dạng hình trụ. Những vật liệu gồ ghề thu nhiều nước hơn vật liệu mịn. Ngoài ra, các thử nghiệm cũng cho thấy các nón làm từ vật liệu ưa nước tạo thuận lợi cho nước được thu gom và tạo thành giọt, đã thu được nhiều nước nhất.

"Vật liệu bề mặt của bọ cánh cứng không đồng nhất, với các điểm ưa nước được bao quanh bởi các vùng kỵ nước, cho phép nước chảy dễ dàng hơn đến miệng bọ cánh cứng", Bharat Bhushan, giáo sư kỹ thuật cơ khí tại trường Đại học Ohio, nói.

Ở sa mạc Atacama của Chilê, người nông dân sử dụng lưới để thu gom hơi nước từ không khí sa mạc để tưới cho cây trồng. Nghiên cứu mới có thể được sử dụng để phát triển các cấu trúc thu gom nước hiệu quả hơn. Trong các thử nghiệm tương lai, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ mở rộng hơn nữa các cấu trúc thu gom nước của họ để sử dụng bên ngoài phòng thí nghiệm trong sa mạc thực tế.

PGS. Bhushan cho rằng: "Nguồn cung cấp nước là vấn đề cực kỳ quan trọng, đặc biệt là đối với những người dân sống tại hầu hết các khu vực khô cằn trên thế giới. Thông qua ứng dụng các công nghệ lấy cảm hứng từ sinh học, chúng tôi có thể giải quyết thách thức cung cấp nước sạch cho người dân trên toàn cầu theo cách hiệu quả nhất có thể".

P.K.L (NASATI)