Растения, обитающие в засушливых, горных и влажных регионах нашей планеты, часто используют свои листья для получения необходимой для выживания влаги, поглощая туман прямо из воздуха. Но вопрос о том, как растениям удается выживать, питаясь только туманом, долгое время ставил ученых в тупик. Теперь у них, возможно, есть ответ, который может вдохновить на создание совершенно нового способа сбора воды.
Исследователи подробно изучили одно растение под названием Lychnis sieboldii, чтобы лучше понять его способность собирать воду. На поверхности листьев этого растения есть крошечные конические «ворсинки», или микроволокна. Эти ворсинки могут поглощать пресную воду из воздуха.
«Мы изучили микроструктуру растений с помощью современного электронного микроскопа и зафиксировали динамические изменения, происходящие в процессе поглощения воды, в виде видеоролика», — рассказал Сигэру Яманака, один из исследователей, в пресс-релизе.
Исследователи обнаружили, что микроволокна, содержащиеся в волосках растения, по всей видимости, отвечают как за накопление, так и за высвобождение воды. В зависимости от уровня влажности воздуха при необходимости вода, накопленная во влажных условиях, высвобождается на лист в сухую погоду.
При комнатной температуре волоски растения меняли свою форму в зависимости от воздействия воды. Во влажном состоянии волоски сразу же приобретали конусообразную форму, как только к ним прилипала капля воды. После высыхания конусообразная форма превращалась в скрученную под углом 90 градусов структуру. Когда на волоски попадала капля воды, они снова принимали первоначальную конусообразную форму, что можно объяснить эффектом «памяти формы».
«В засушливых условиях волоски скручиваются таким же образом, — говорит Яманака. — При попадании капель воды они принимают форму конуса, как у Lychnis sieboldii, что позволяет предположить, что такая стратегия контроля влажности распространена среди растений с похожими волосками на поверхности листьев».
Возможно, однажды полученные результаты помогут ученым создать передовую волоконную технологию для воспроизведения этих растительных волосков. Это, в свою очередь, может способствовать разработке устройств, способных собирать воду из воздуха в засушливых регионах.
Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Physics Letters.