Heute machen Wüsten etwa ein Fünftel bis ein Viertel der Welt aus, und ungefähr eine Milliarde Menschen leben unter Wüstenbedingungen. Diese Regionen erhalten weniger als 20 Zoll Regen pro Jahr, was bedeutet, dass es zeitaufwändig und sogar gefährlich sein kann, frisches Wasser zum Trinken und Reinigen zu finden, insbesondere wenn ein Ausflug zu einem weit entfernten Brunnen oder einer Quelle erforderlich ist. Die Probleme können sich nur verschlimmern, wenn der anhaltende Klimawandel Dürreperioden verstärkt und menschliche Aktivitäten wie die Bewässerung viele der weltweit zugänglichen Süßwasserquellen austrocknen.
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Innovative Wege, um Feuchtigkeit zu finden, sind dringend erforderlich. Einige Wissenschaftler suchen in der Natur nach Inspiration, indem sie Tricks von Pflanzen und Tieren zeichnen, die sich an das Leben in trockenen Gebieten gewöhnt haben. Andere haben sich ihre eigenen Methoden ausgedacht, um Wasser aus weniger offensichtlichen Quellen zu gewinnen. Hier sind fünf der neuesten Ideen zum Sammeln der verborgenen Flüssigkeit der Wüste:
Ein Rothalsphalarope sucht in Island herum. (Rob Reijnen / Minden Pictures / Corbis) Riesenvogel Schnabel
Einige Watvögel, wie der Rothalsphalarope, ernähren sich von kleinen Organismen im Wasser. Wenn der Vogel auf See ist, muss er seinen langen, dünnen Schnabel in das Wasser stecken und dann schnell den Kiefer öffnen und schließen. Diese Aktion treibt mit Futter gefüllte Flüssigkeitstropfen in Richtung der Vogelkehle. Inspiriert von dem Phalarope haben Xin Heng und Cheng Luo, Maschinenbauingenieure an der Universität von Texas in Arlington, einen „künstlichen Schnabel“ geschaffen, der auf ähnliche Weise die Feuchtigkeit aus dem Nebel aufnimmt. Zwei Siliziumdioxidplatten sind in einem Winkel von 90 Grad aneinander angelenkt, eine flache und eine darüber angeordnet. Wenn die Teller geöffnet sind, kondensiert Feuchtigkeit aus dem Nebel auf ihnen. Die Platten öffnen und schließen sich dann leicht, um winzige Tröpfchen in einen Sammelkanal zu treiben. Der größere der beiden Sammler von Heng und Luo hat 10 x 4 Zoll große Teller. Es war in der Lage, in 36 Minuten etwa einen Esslöffel Wasser zu sammeln. Das hört sich vielleicht nicht viel an, ist aber hunderte Male effizienter als jeder andere natürliche oder künstliche Nebelsammler, berichten die Forscher in Applied Materials and Interfaces vom 25. August .
Eine Nahaufnahme eines kolumbianischen Kaktus. (Mit freundlicher Genehmigung von Flickr-Nutzer Luis Parravicini) Miniatur Kaktus Stacheln
Die scharfen Stacheln und Mikrobarben auf Kakteen sind mehr als nur ein Schutz. Die Vorsprünge sind auch hilfreich, um Wasser aus dem Nebel zu sammeln. Die Stacheln sind eigentlich wie langgestreckte Kegel geformt, deren Durchmesser von der Spitze zur Basis allmählich zunimmt. Aufgrund dieser Form tropft Wasser, das an den Stacheln kondensiert, auf die Kaktuswurzeln. Heng, Luo und zwei andere Kollegen von UT Austin haben kürzlich einen weiteren Wassersammler aus winzigen Zinkoxiddrähten in Form eines stacheligen Kaktus entwickelt. Die Strukturen konnten nicht nur Wasser aus der Luft sammeln, sondern dies bis zu fünfmal effizienter als echte Stacheln, berichteten die Forscher im Februar in Applied Materials and Interfaces .
Nebelfangvasen
Winde in Chile und Peru bringen Feuchtigkeit aus dem Meer in trockene Hänge, und die Menschen dort ernten dieses Wasser seit Jahrzehnten mithilfe von Netzen. Wenn sich genügend Tropfen auf dem Sieb ansammeln, fließt das Wasser durch die Rinnen in einen Vorratstank. Die Methode konnte jedoch nur für kleine Interessen genügend Wasser ernten. Jetzt arbeiten Forscher am MIT und an anderen Orten daran, das Netz zu verbessern und die effizientesten Stellen zum Anbringen der Netze zu finden, damit die Methode mehr Menschen mit Wasser versorgt. Wissenschaftler aus den Niederlanden und Hongkong haben vorgeschlagen, das Netz aus Baumwolle herzustellen, die mit einem Polymer beschichtet ist, das die Fähigkeit erhöht, Wasser zu absorbieren und es dann effizient freizusetzen. In der Zwischenzeit haben der Industriedesigner Arturo Vittori und sein Kollege Andreas Vogler vorgeschlagen, dreißig Meter hohe vasenförmige Türme zu errichten, die Tau sammeln. Jeder Turm hat ein inneres Netz aus Nylon oder Polypropylen, das von einem Bambuskäfig umgeben ist. Die Türme konnten laut Tests bis zu 25 Gallonen Wasser pro Tag sammeln und kosteten 500 US-Dollar für den Zusammenbau. Vittori und Kollegen hoffen, sie nächstes Jahr in Äthiopien installieren zu können.
Selbstfüllende Wasserflasche
Käfer in der Namib Wüste im südlichen Afrika haben winzige Beulen auf dem Rücken. Die Spitzen der Höcker ziehen Wasser an, aber die Seiten stoßen es ab. Am Morgen neigt sich ein Käfer so, dass Tau, der sich auf seinem Rücken niederschlägt, zum Maul des Insekts rutscht, berichteten Forscher in Nature im Jahr 2001. Die Fähigkeit des Käfers, Wasser zu sammeln, inspirierte die Wissenschaftler hinter einem Unternehmen namens NBD Nanotechnologies (das NBD steht für „ Namib Beetle Design ”). Einer der Vorschläge des Unternehmens besteht darin, das Innere einer Wasserflasche mit einer Kombination von Materialien zu beschichten, die denen auf dem Rücken eines Käfers ähneln. Wenn es vor einen Ventilator gestellt wird, kondensiert Wasser in der Luft in der Flasche. Das System konnte im Laufe eines Tages mehrere Gallonen sammeln.
Wasser und Kraft
Eine spezielle Windenergieanlage in den Vereinigten Arabischen Emiraten sammelt durchschnittlich mehr als 4 Liter sauberes Wasser pro Stunde, indem sie der Luft Feuchtigkeit entzieht. Die spezialisierte Windmühle von Eole Water nutzt einen Teil des von der Windkraftanlage erzeugten Stroms, um Kühleinheiten zu betreiben, die Wasser aus der Atmosphäre kondensieren. Die Flüssigkeit wird dann in Edelstahltanks gelagert. Das Unternehmen hat auch einen solarbetriebenen Wasserkollektor entwickelt, mit dem täglich etwa 40 Gallonen atmosphärische Flüssigkeit gesammelt werden können.
