Rosen kan vara en av de mest ikoniska symbolerna för kärlekens bräcklighet i populärkulturen, men nu kunde blomman ha mer än bara symboliskt värde. En ny anordning för att samla upp och rena vatten, utvecklad vid University of Texas i Austin, inspirerades av en ros och, medan mer konstruerad än förtrollad, är en dramatisk förbättring av nuvarande metoder. Varje blomliknande struktur kostar mindre än 2 cent och kan producera mer än en halv liter vatten per timme och kvadratmeter.

Ett team ledd av docent Donglei (Emma) Fan vid Cockrell School of Engineerings Walker Department of Mechanical Engineering utvecklade en ny metod för solångning för vattenproduktion – en teknik som använder energi från solljus för att separera salt och andra föroreningar från vatten genom avdunstning .

I en artikel publicerad i det senaste numret av tidskriften Avancerade material , författarna beskriver hur en origamiros gav inspirationen till att utveckla en ny typ av solångsystem tillverkat av lager, svarta pappersark formade till kronblad. Fäst till ett skaftliknande rör som samlar upp obehandlat vatten från vilken vattenkälla som helst, 3D-rosformen gör det lättare för strukturen att samla och behålla mer vätska.

Nuvarande solångningsteknik är vanligtvis dyra, skrymmande och ger begränsade resultat. Teamets metod använder billiga material som är bärbara och lätta. Åh, och den ser också precis ut som en svartbladig ros i en glasburk.

De som är insatta skulle mer exakt beskriva det som ett bärbart lågtrycksstyrt "unisystem" med solenergi-ångande samling. Men dess likhet med en blomma är ingen slump.

"Vi letade efter mer effektiva sätt att tillämpa solångningstekniken för vattenproduktion genom att använda svart filtrerat papper bestruket med en speciell typ av polymer, känd som polypyrrol, " sa Fan.

Polypyrrol är ett material känt för sina fototermiska egenskaper, vilket innebär att den är särskilt bra på att omvandla solljus till termisk värme.

Fan och hennes team experimenterade med ett antal olika sätt att forma papperet för att se vad som var bäst för att uppnå optimala vattenretentionsnivåer. De började med att placera singel, runda lager av det bestrukna papperet platt på marken i direkt solljus. Enstaka ark visade lovande som vattenuppsamlare men inte i tillräckliga mängder. Efter att ha lekt med några andra former, Fan inspirerades av en bok hon läste på gymnasiet. Även om det inte handlar om rosor i sig, "Den svarta tulpanen" av Alexandre Dumas gav henne idén att försöka använda en blomliknande form, och hon upptäckte att rosen var idealisk. Dess struktur gjorde det möjligt för mer direkt solljus att träffa det fototermiska materialet - med fler inre reflektioner - än andra blomformer och gav också en förstorad yta för vattenånga att skingras från materialet.

Enheten samlar upp vatten genom sitt stamliknande rör - matar det till den blomformade strukturen på toppen. Den kan också samla regndroppar som kommer uppifrån. Vatten letar sig till kronbladen där polypyrrolmaterialet som täcker blomman förvandlar vattnet till ånga. Föroreningar separeras naturligt från vatten när de kondenseras på detta sätt.

"Vi designade reningsuppsamlingssystemet för att inkludera en anslutningspunkt för en lågtryckspump för att hjälpa till att kondensera vattnet mer effektivt, sa Weigu Li, en Ph.D. kandidat i Fans labb och huvudförfattare på tidningen. "När det väl är kondenserat, glasburken är designad för att vara kompakt, robust och säker för förvaring av rent vatten."

Enheten tar bort all förorening från tungmetaller och bakterier, och det tar bort salt från havsvatten, producera rent vatten som uppfyller dricksstandardkrav som ställts av Världshälsoorganisationen.

"Vår rationella design och lågkostnadstillverkning av fototermiska 3D-origamimaterial representerar ett första i sitt slag, bärbart lågtrycks-solfångningssystem, ", sa Li. "Detta kan inspirera till nya paradigmer för solångande teknologier för produktion av rent vatten för individer och hem."