Когда капля кофе высыхает, она оставляет характерное тёмное кольцо по краям, а не равномерное пятно. Причина — в поверхностном натяжении: жидкость испаряется с краёв быстрее и тянет за собой взвешенные частицы от центра к периферии. Этот эффект физики называют «кофейным кольцом». Именно его логику воспроизводит новая разработка.
Исследователи взяли небольшие металлические панели и обработали их поверхность сверхбыстрым лазером. Лазерная гравировка создаёт микрорельеф: чёрная текстурированная поверхность поглощает почти весь падающий солнечный свет и активно притягивает воду. Морская вода быстро впитывается в панель, нагревается и испаряется — конденсат собирается как чистая питьевая вода. Соли при этом не остаются на поверхности беспорядочно, а направляются по микроканавкам к краям — точно так же, как частицы кофе образуют кольцо.
Никакого рассола, который обычные опреснительные установки сливают обратно в океан и который наносит ущерб морским экосистемам, система не производит. Соли собираются отдельно и могут использоваться как ресурс.
В модифицированной версии устройства в микроканавки панели встроены наночастицы титаната водорода. Они работают как молекулярное сито: избирательно захватывают именно ионы лития, пропуская мимо остальные соли. В экспериментах с водой Большого Солёного озера установка извлекла около половины содержащегося в ней лития.
Литий — ключевой компонент аккумуляторов для электромобилей и накопителей энергии. Его традиционная добыча в шахтах или из соляных озёр требует огромных затрат воды и энергии и оставляет значительный экологический след. Морская вода содержит колоссальные запасы растворённого лития — и до сих пор они практически не использовались.
ООН фиксирует: около 2,2 миллиарда человек не имеют доступа к безопасной питьевой воде, ещё 3 миллиарда живут в регионах с нестабильным водным балансом. Существующие опреснительные технологии энергозатратны, дороги и экологически небезупречны. Новая установка работает исключительно от солнца, не требует химических реагентов и не образует опасных побочных продуктов — и при этом параллельно добывает дефицитное сырьё для зелёной энергетики.
