Ящерица подсказала учёным необычный способ сбора воды
Пустынная рогатая ящерица Phrynosoma platyrhinos не пьёт в привычном смысле — она впитывает влагу через кожу, где микроскопические каналы между чешуйками действуют как капиллярная система. Но как собранная вода попадает в рот, оставалось загадкой. Международная группа исследователей расшифровала этот процесс и уже создала на его основе фильтрационную установку. Статья об открытии вышла на портале Phys.org.
В эксперименте с 12 рептилиями учёные наносили капли воды на спину и снимали происходящее на высокоскоростную камеру. Оказалось, что ящерица совершает асимметричное движение челюстями: медленно раскрывает их, а затем резко смыкает. При медленной фазе водяная плёнка, поднимающаяся по кожным каналам, не стекает, а за счёт поверхностного натяжения перемещается к уголкам рта. Резкий захват позволяет проглотить накопленную порцию.
Авторы подчёркивают, что медленное открывание минимизирует потери жидкости. Чтобы проверить гипотезу, они собрали физическую модель из двух шарнирно закреплённых стеклянных пластин, имитирующих челюсти. Тесты показали, что при скорости, аналогичной ящериной, до 85% воды успешно переносится в «ротовую» зону, а лишь 15% остаётся на стенках.
Инженеры адаптировали этот принцип в практическую конструкцию: впитывающая губка в сочетании с механизмом, повторяющим движения челюстей. Губку обработали полимером Nafion, который связывает ионы тяжёлых металлов. В испытаниях на искусственной загрязнённой почве система не только извлекла воду, но и очистила её примерно на 95% — в том числе от свинца и мышьяка.
В ближайших планах разработчиков — масштабировать установку до автоматизированных модулей для засушливых регионов. По их замыслу, биологический механизм может стать основой для промышленных станций, обеспечивающих местные сообщества питьевой водой в условиях острого дефицита.