Einfach nur den Wasserhahn aufdrehen – dieser Luxus steht vielen Menschen auf der Welt nicht zur Verfügung: Die mangelnde Verfügbarkeit von sauberem Wasser ist in vielen Trockenregionen ein großes Problem. Eine effiziente Nutzung aller verfügbaren Wasserressourcen ist dort deshalb gefragt. So zapft man auch bereits in manchen Regionen die Luft an: Wo wenigstens gelegentlich Nebelschwaden durch die Landschaft ziehen, lassen sich die schwebenden Tröpfchen einfangen und sammeln. Dazu dienen Netze oder Gittersysteme, an denen sich das Wasser ablagert und dann in Sammelbehälter rinnt. Durch einen nur wenige Quadratmeter großen Nebelkollektor lassen sich so an manchen Tagen bis zu mehrere hundert Liter Wasser gewinnen.
In eher abgelegenen Regionen hat das Nebel-Wasser meist Trinkwasserqualität. Doch gerade in dicht besiedelten Bereichen, wo diese Wasserressource besonders gefragt wäre, ist das nicht der Fall. Denn dort reichern sich die Nebeltropfen oft mit hohen Belastungen aus der Luftverschmutzung an. Was Kollektoren in urbanen Trockenregionen sammeln, ist deshalb meist nicht sauber genug, um es zum Trinken oder zum Kochen zu verwenden. Eine anschließende Reinigung würde das Konzept jedoch wieder kostspielig und wenig praktikabel machen.
Effektiv gesammelt und gereinigt
An diesem Problem setzt nun die Innovation des internationalen Forscherteams unter der Leitung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) an: Ihre Methode sorgt für eine effektive Wassergewinnung und Reinigung gleichzeitig. Der Schlüssel ist dabei das spezielle Design des Kollektoren-Materials. Es handelt sich um ein engmaschiges Geflecht aus Metalldraht, das mit einem Gemisch aus Polymeren und Titandioxid beschichtet ist. Die Maschenweite und die Merkmale des Polymerstoffes sind dabei so konzipiert, dass sich Nebel-Tröpfchen besonders effektiv anlagern und möglichst schnell in einen Sammelbehälter abfließen, damit sie der Wind nicht wieder mitnimmt.
Die Benetzungs-Merkmale und damit die Verweildauer des Wassers im Geflecht haben die Wissenschaftler aber auch an die Reinigungs-Funktion des Systems angepasst. Sie basiert auf einer besonderen Eigenschaft des integrierten Titandioxids. Es fungiert als ein chemischer Katalysator, der zum Abbau von organischen Schadstoffmolekülen führt. Der Clou ist dabei: Dieser Effekt basiert auf dem Einfluss von Lichtenergie. Bestrahlung löst bei Titandioxid-Molekülen eine strukturelle Veränderung aus, durch die sie wiederum die Bildung von stark reaktionsfreudigen Molekülen – Radikalen – in ihrem Umfeld verursachen. Diese bewirken dann den Abbau von organischen Schadstoffen zu harmlosen Substanzen.
