这种独特的机制——植物通过分泌盐分来提取并将水分浓缩到叶子表面——的识别有可能激发新技术的发展,并改进现有的技术,如人工降雨,以利用大气水资源。
柽柳是一种盐生沙漠灌木,这意味着它可以在高盐条件下生存。随着时间的推移,这种植物已经进化到充分利用阿联酋普遍存在的湿度和雾。
许多生活在干旱地区的植物和动物已经发展了集水机制和形态生理特征,使它们能够利用丰富的、未开发的水源,如雾和露水。管理这种自然水收集的基本原则为新兴的水收集技术提供了灵感,这些技术的开发是为了最大限度地提高现有收集空气湿度方法的效率。
在《美国国家科学院院刊》上发表的题为《利用自然吸湿性盐排泄物收集空气湿度》的论文中,研究人员介绍了他们对柽柳的盐释放和水收集机制的物理化学方面的探索,这种机制使它能够在高盐的沙子中茁壮成长。
植物通过根部从土壤中吸收含盐的水,过滤掉盐,并将浓缩的盐溶液排出到叶子的外表面。研究人员发现,随着盐溶液的蒸发,它会转变成一种由至少10种不同矿物质组成的吸湿结晶混合物。
人们发现,即使湿度水平相当低(~55%的相对湿度),这些盐晶体中的一些也有能力从空气中吸收水分。这些水分凝结在植物的叶子表面,然后被吸收。
该研究的主要作者Al-Handawi说:“我们的发现不仅揭示了一种独特的、自然的、复杂的水利用机制,还为设计一种基于生物盐混合物的环保配方开辟了前景,这种配方可用于在低湿度条件下有效地收集空气中的水或云播。”
“这有望通过使人工降雨更有效、更环保来彻底改变人工降雨的做法,同时也符合我们明智地利用地球稀缺水资源的责任。”
全球淡水短缺促使人们研究替代性集水技术,以补充缺水地区现有的常规资源。在更广泛的背景下,研究小组开发的这种利用环境无害的盐作为水分吸附剂来收集湿度的自然机制可以提供一种生物启发的方法,补充目前可用的水收集或人工降雨技术。