Enligt FN, ungefär en femtedel av världens befolkning bor i områden där det är ont om vatten. Därför, teknik för att producera rent vatten från odrickbara källor, som havsvatten, flod- eller sjövatten, och förorenat vatten, behövs akut. Nu, forskare som rapporterar in Nanobokstäver har utvecklat en träbaserad ånggenerator som, med hjälp av bakterieproducerade nanomaterial, utnyttjar solenergi för att rena vatten.

En solånggenerator är en anordning som använder solens rikliga energi för att separera rent vatten från dess föroreningar genom avdunstning. Många olika versioner av dessa enheter har utvecklats, med varierande effektivitet. För att designa bättre solenergigeneratorer, forskare måste hitta sätt att förbättra ljusabsorptionen, värmehantering, vattentransport och avdunstning. Shu-Hong Yu och kollegor vid University of Science and Technology i Kina ville kombinera alla fyra förbättringarna i en enda enhet. De valde trä som bas för sin generator på grund av dess hållbarhet och porösa struktur, vilket möjliggör snabb vattentransport.

Forskarna tillverkade sin enhet med hjälp av bakterier som producerade långa cellulosa nanofibrer, som band ihop enhetens lager. Teamet lade till bakterier på ytan av ett träblock och lät dem jäsa. Sedan, de sprutade en aerosol av glasbubblor – små ihåliga sfärer som ger utmärkt värmeisolering – på ytan. Glasbubblorna blev inbäddade i cellulosananofibrerna som bakterierna producerade, bilda en hydrogel. Till sist, forskarna lade till kolnanorör, som trasslade ihop sig med cellulosananofibrerna för att bilda en ljusabsorberande, vattenavdunstande toppskikt. Enheten fungerar genom att transportera vatten uppåt genom träet till det ljusabsorberande lagret, som värms upp av solen. Vattnet avdunstar, och ångan samlas upp och kondenseras för att producera rent vatten. Det isolerande lagret av glasbubblor hindrar värme från att överföras nedåt genom enheten och förloras, och strukturerna i nanoskala sänker den energi som krävs för vattenförångning. Som ett resultat, den nya enheten har en högre förångningshastighet och effektivitet än de flesta befintliga ånggeneratorer för solenergi.