Bottiglia che si riempie da sola imita coleottero del deserto

L'imitazione della natura è una delle tante strade percorse dalla scienza per ottenere nuove macchine sempre più performanti. Dalla seta di ragno al tentacolo del polpo, il mondo naturale ci offre continui esempi di "tecnologia" altamente specializzata, capace di ottenere prestazioni non facilmente conquistabili tramite un prodotto artificiale.
L'azienda americana NBD Nano, ad esempio, sta sviluppando una tecnologia che imita il comportamento di alcuni coleotteri africani per creare una bottiglia in grado di riempirsi d'acqua autonomamente sfruttando l'umidità dell'aria.
Il coleottero del Deserto del Namib (Stenocara gracilipes) è un insetto dalle caratteristiche straordinarie, ben celate dal suo aspetto relativamente comune. Vive in una regione tra le più aride del mondo, con una media di soli 1,4 centimetri di pioggia all'anno; per sopravvivere, anch'esso ha bisogno di acqua, come tutti gli organismi viventi, e per ottenerla ha elaborato una curiosa strategia.
Il S. gracilipes, infatti, sfrutta l'umidità del mattino per diventare una sorta di "accumulatore di rugiada": sulla superficie di zampe e dorso accumula minuscole gocce d'acqua che man mano si raggrupperanno fino a formare gocce d'acqua di circa 5 millimetri di diametro che cadranno direttamente nella bocca dell'insetto per semplice forza di gravità.
Il coleottero del deserto riesce a sfruttare una risorsa scarsamente sfruttabile: le goccioline d'acqua trasportate dalla brezza del mattino sono grandi, in media, 1/40 di millimetro, e sono proprio le dimensioni che consentono loro di non risentire pesantemente della forza di gravità sotto la spinta di un vento sufficientemente forte.
Utilizzare queste gocce così minuscole e dalla direzione imprevedibile è un problema di efficienza: se il coleottero dovesse succhiarle una ad una per abbeverarsi, non otterrebbe acqua a sufficienza per sopravvivere.
Per ottenere un'unica, grossa goccia, il S. gracilipes sfrutta due sostanze,  una idrorepellente e l'altra idrofila, che sono recentemente state imitate sperimentalmente dai ricercatori della NBD Nano.

La bottiglia della NBD Nano, che attualmente è poco più che un concept sulla carta, si baserebbe su due sostanze idrorepellenti e idrofile in grado di accumulare acqua all'interno del contenitore.
"Era importante applicare questo concetto al nostro design, abbiamo sviluppato una dimostrazione iniziale e stiamo creando il nostro primo prototipo completo" spiega Miguel Galvez, co-fondatore dell'azienda. "Pensiamo che il nostro prototipo iniziale raccoglierà da 1/2 litro a 3 litri d'acqua ogni ora, dipendentemente dall'ecosistema locale".
La bottiglia sarà munita di una ventola in grado ci convogliare l'aria ricca di umidità all'interno del recipiente. "Posti aridi come il Deserto di Atacama o il Deserto del Gobi non consentono un facile accesso a molte fonti d'acqua. Per cui se creassimo diversi litri d'acqua al giorno in modo economicamente efficiente, si potrà distribuire a comunità di persone dell'Africa subsahariana e in altre regioni secche del mondo. E se lo si potesse produrre a basso costo, si potrebbe realmente avere un grosso impatto sull'ambiente locale".
In effetti, se il prototipo dovesse funzionare come da premesse potrebbe rappresentare una parziale ma fondamentale soluzione al problema della scarso accesso all'acqua potabile. Circa tre miliardi di persone vivono in condizioni di scarsità d'acqua (potabile e non), e la domanda continua a crescere a ritmo costante.
Se la bottiglia dovesse funzionare, potrebbe essere possibile realizzare enormi contenitori da milioni di litri d'acqua ciascuno, riempiti in modo costante e a costo energetico ridottissimo dalla semplice umidità in sospensione nell'atmosfera.
Il prototipo non sembra essere capace di fornire prestazioni efficienti su scala così vasta, e non è ancora adatto a sostenere intere comunità. "Anche in condizioni di scarsità d'acqua, la popolazione avrebbe bisogno di una quantità d'acqua superiore a quella del semplice consumo personale; il bestiame e l'agricoltura sono molto importanti nelle zone aride".
"Ci sono tuttavia molti mercati per la bottiglia, come l'ambiente militare o le attività all'aperto". Altre applicazioni potrebbero essere la produzione d'acqua per piccole serre, il supporto di comunità isolate da fonti d'acqua potabile, o la creazione di deumidificatori efficienti in termini energetici.
Self-filling water bottle takes cues from desert beetle