Kaktusrødder inspirerer til skabelse af vandfastholdende materiale

Under sjældne ørkenregn, kaktusser spilder ingen tid med at suge op og gemme en storms dyrebare nedbør. Inspireret af dette naturfænomen, videnskabsmænd rapporterer i en undersøgelse, der vises ACS makrobogstaver at de har udviklet et materiale, der efterligner kaktusrøddernes evne til hurtigt at absorbere og tilbageholde enorme mængder vand med en minimal mængde af fordampning. De siger, at dette unikke materiale kan føre til ny og forbedret kosmetik, medicinsk udstyr og andre hverdagsprodukter.

Som alt levende, kaktusser har brug for vand for at overleve. Alligevel trives de på nogle af verdens tørreste steder. Nøglen er plantens lavvandede, men omfattende rodsystem, der hurtigt opsuger nedbør, som sjældent trænger mere end blot et par centimeter ned i jorden. Under tørke, rødderne dehydrerer og krymper, skabe luftspalter, der forhindrer vand i at slippe tilbage i jorden. fascineret af disse træk, Sang Joon Lee, Hyejeong Kim og Junho Kim ønskede at skabe et holdbart materiale, der effektivt kunne absorbere og opbevare vand, uden at ændre andre fysiske egenskaber.

Forskerholdet forsøgte at replikere nøglefunktionerne i kaktusrodsystemet. For at efterligne kaktusroden og dens ydre belægning, de lavede et materiale bestående af cellulosefibre, agarose cyrogel og mikropartikler. Derefter, de lavede en cylindrisk formet gel og frysetørrede den for at danne en struktur, der efterligner den lagdelte sammensætning af kaktusrodepidermis. Laboratorietest tyder på, at det resulterende kaktusrod-inspirerede materiale (CRIM) er i stand til at absorbere vand næsten 930 gange hurtigere, end det taber gennem fordampning.

Forskerne siger, at blandingen af ​​cellulosefibre, mikropartikler og cryogel kan justeres til særlige behov. For eksempel, tilføjelse af vandafvisende mikropartikler til dette system kunne producere CRIM'er, der er nyttige i olieseparation og andre oliebaserede ingeniørprocesser. De konkluderer, at CRIM'er i sidste ende kunne have et væld af applikationer i landbruget, kosmetik og medicin.