Michael Tam, professeur à l’Université de Waterloo, et ses étudiants au doctorat, Yi Wang et Weinan Zhao, ont mis au point des éponges ou des membranes dotées d’une grande surface qui captent continuellement l’humidité de leur environnement.

Traditionnellement, l’eau douce destinée à la consommation est collectée dans les rivières, les lacs, les eaux souterraines et les océans (avec traitement). Les technologies actuelles développées par le Dr Tam s’inspirent de la nature pour récupérer l’eau de sources alternatives, alors que le monde est confronté à un grave défi de pénurie d’eau douce.

« Une toile d’araignée est une merveille d’ingénierie », a déclaré Tam, titulaire d’une chaire de recherche universitaire dans le domaine des colloïdes fonctionnels et des nanomatériaux durables. « L’eau est captée efficacement par la toile. L’araignée n’a pas besoin d’aller à la rivière pour boire, car elle retient l’humidité de l’air. »

De même, les coléoptères du désert du Namib n’ont pas facilement accès à l’eau, mais ils acquièrent de l’eau dans l’air en se penchant face au vent pour capturer les gouttelettes d’eau du brouillard avec leur gilet pare-balles texturé. Cela permet à l’humidité de s’accumuler et de s’égoutter dans leur bouche.

Tam et son groupe de recherche sont engagés dans l’ingénierie des surfaces biomimétiques pour la collecte durable de l’eau. Une technologie que Tam conçoit s’appelle la récupération de l’eau atmosphérique. Pour imiter la structure de surface unique du coléoptère, le groupe de recherche de Tam conçoit une structure de surface similaire en utilisant une émulsion de cire stabilisée à la cellulose pour fabriquer des surfaces qui attirent de minuscules gouttelettes d’eau tout en en libérant rapidement de plus grosses.

Tam travaille avec des matériaux nets zéro carbone, tels que des matériaux naturels et végétaux, pour développer des technologies durables. Son groupe de recherche développe des technologies qui captent et repoussent les gouttelettes d’eau en exploitant la puissance de la science des interfaces et de la nanotechnologie. Il a développé avec succès du papier superhydrophobe et imperméable. Il conçoit également une surface intelligente et réglable qui capte l’eau de l’air et la déshumidifie avec une consommation d’énergie minimale.

La prochaine étape consiste à développer un processus évolutif pour concevoir de telles surfaces.

Les systèmes d’évaporation solaire récoltent directement l’énergie solaire, absorbent l’eau et génèrent de la vapeur fraîche collectable par évaporation. Des structures de champignons uniques ont inspiré les conceptions structurelles biomimétiques intelligentes pour l’évaporation solaire.

Les systèmes de production d’eau douce proposés sont peu coûteux, économes en énergie et respectueux de l’environnement.

Dans une publication récente dans Eau naturelleTam et son équipe discutent de plusieurs nouvelles technologies prometteuses de collecte et de purification de l’eau.