Пустынная рогатая ящерица Phrynosoma platyrhinos поглощает влагу через кожу, используя микроскопические каналы между чешуйками как капиллярную систему, но механизм попадания воды в рот был загадкой.
Международная группа учёных расшифровала этот процесс и создала на его основе фильтрационную установку.
В эксперименте с 12 рептилиями исследователи наносили капли воды на спину ящериц и снимали процесс на высокоскоростную камеру.
Выяснилось, что ящерица совершает асимметричные движения челюстями: медленно раскрывает их, а затем резко смыкает. При медленном открытии водяная плёнка, поднимающаяся по кожным каналам, не стекает, а перемещается к уголкам рта за счёт поверхностного натяжения.
Резкий захват позволяет проглотить накопленную порцию.
Учёные подчёркивают, что медленное открывание челюстей минимизирует потери жидкости.
Для проверки гипотезы они собрали физическую модель из двух шарнирно закреплённых стеклянных пластин, имитирующих челюсти. Тесты показали, что при скорости, аналогичной скорости ящерицы, 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.
Разработчики планируют масштабировать установку до автоматизированных модулей для засушливых регионов.
Биологический механизм может стать основой для промышленных станций, обеспечивающих местные сообщества питьевой водой в условиях острого дефицита.