Όταν η κερασφόρος σαύρα της ερήμου (Phrynosoma platyrhinos) διψάει, δεν μπορεί απλώς να πιει νερό ή να το μαζέψει σαν πουλί, επειδή ζει σε περιβάλλοντα όπου το νερό είναι εξαιρετικά σπάνιο. Συνήθως, βρίσκεται σε υγρό έδαφος ή, ακόμα πιο σπάνια, σε σταγόνες βροχής.
Το δέρμα της σαύρας
Αντίθετα, το δέρμα της περιέχει μικροσκοπικά κανάλια μεταξύ επικαλυπτόμενων φολίδων που τραβούν την υγρασία μέσω τριχοειδούς δράσης. Αλλά το πώς μεταφέρει αυτό το νερό από αυτά τα κανάλια στο στόμα της παρέμεινε μυστήριο μέχρι τώρα.
Οι επιστήμονες έχουν ανακαλύψει πώς συμβαίνει αυτό και τους ενέπνευσε να σχεδιάσουν ένα σύστημα συλλογής νερού που δανείζεται από τον τρόπο που το κάνουν τα ερπετά.
Εξαγωγή νερού από την άμμο της ερήμου
Η ομάδα κατέγραψε 12 σαύρες με βίντεο υψηλής ταχύτητας ενώ έσταζαν νερό στις πλάτες τους. Αυτό πυροδότησε το δέρμα να το ρουφήξει μέσω των μικροκαναλιών. Όταν οι ερευνητές εξέτασαν το υλικό, είδαν ότι οι σαύρες άνοιγαν αργά τα σαγόνια τους με μια ανομοιόμορφη κίνηση και τα έκλειναν γρήγορα. Καθώς το σαγόνι ανοίγει σε αυτό το σύρσιμο, μια συνεχής μεμβράνη νερού που τραβιέται από τα κανάλια του δέρματος διασπάται και μετακινείται στις γωνίες του στόματος της σαύρας.
«Η έρευνά μας αποκαλύπτει ότι αυτές οι σαύρες χρησιμοποιούν μοναδικές ασύμμετρες κινήσεις του σαγόνιου - που χαρακτηρίζονται από αργό άνοιγμα και γρήγορο κλείσιμο - για να διευκολύνουν την αποτελεσματική τριχοειδή άντληση», έγραψαν οι επιστήμονες στην εργασία τους.
Για να υπολογίσουν πόσο νερό σπαταλιέται κατά την κίνηση του σαγόνι, κατασκεύασαν ένα αντίγραφο χρησιμοποιώντας δύο γυάλινες πλάκες προσαρτημένες σε μια άρθρωση και παρακολούθησαν πώς το υγρό επικάλυπτε τις επιφάνειες. Ανακάλυψαν ότι όταν η συσκευή άνοιγε με ταχύτητες παρόμοιες με αυτές που παρατηρήθηκαν στις σαύρες, μόνο περίπου το 15% του νερού έμενε ως επίστρωση. Αυτό σήμαινε ότι περίπου το 85% ήταν διαθέσιμο για συλλογή.
Συλλογή νερού εμπνευσμένη από τη φύση
Στη συνέχεια, οι συγγραφείς της μελέτης κατασκεύασαν ένα σύστημα συλλογής νερού βασισμένο στην ίδια αρχή. Χρησιμοποιεί ένα σφουγγάρι για να αντλεί νερό από το υγρό έδαφος και έναν μηχανοκίνητο μηχανισμό που μιμείται την κίνηση της γνάθου της σαύρας για να το συλλέξει. Το σφουγγάρι επικαλύφθηκε με ένα υλικό που ονομάζεται Nafion και αφαιρεί μεταλλικά ιόντα, βοηθώντας στον καθαρισμό του συλλεγμένου νερού.
Σε δοκιμές σε προσομοιωμένο υγρό έδαφος (γυάλινες χάντρες εμποτισμένες σε μολυσμένο διάλυμα νερού), το πρωτότυπο εξήγαγε χρησιμοποιήσιμο νερό, ενώ παράλληλα αφαιρούσε περίπου το 95% του μολύβδου, του αρσενικού και άλλων ρύπων.
«Χρησιμοποιώντας ένα δισδιάστατο υδροδυναμικό μοντέλο, καταδείξαμε ότι το χαρακτηριστικό αργό άνοιγμα της γνάθου των σαυρών ελαχιστοποιεί την υπολειμματική απώλεια υγρών, μεγιστοποιώντας έτσι την αποδοτικότητα της πρόσληψης νερού», δήλωσαν οι ερευνητές.
Η ερευνητική ομάδα ελπίζει τώρα να αναβαθμίσει το εμπνευσμένο από τη φύση σύστημά της για να κατασκευάσει αυτοματοποιημένες, μεγάλης κλίμακας μηχανές συγκομιδής που θα μπορούσαν μια μέρα να παρέχουν καθαρό πόσιμο νερό σε κοινότητες επιρρεπείς στην ξηρασία.
www.worldenergynews.gr
