غشائی که می‌تواند تعرق و فتوسنتز برگ درخت را تقلید کند
تقلید از طبیعت یکی از جاذبه‌های دانش است. سال‌هاست که انسان به دنبال شبیه‌سازی برگ درخت است تا با این کار فرآیند فتوسنتز را به خدمت بگیرد. درصورت انجام فتوسنتز مصنوعی، امکان تولید هیدروژن فراهم می‌شود؛ ماده‌ای که از آن می‌توان برای تولید انرژی استفاده کرد.
برای بهره‌برداری از چنین فناوری، محققان دو فرآیند مختلف موجود در برگ درخت را شبیه‌سازی کردند: فتوسنتز و تعرق برگ درخت.
با این کار می‌توان انرژی خورشید را برای تولید آب خالص مورد استفاده قرار داد. این روش می‌تواند برای غلبه بر مشکل کم آبی مورد استفاده قرار گیرد.
بیش از یک میلیارد نفر در سراسر جهان با مشکل کم آبی روبرو هستند. برای حل این معضل یا باید پساب‌ها یا آب‌های غیرقابل شرب موجود در طبیعت را تصفیه نمود. برای تصفیه آب به انرژی نیاز است که این انرژی از روش‌های رایج تهیه می‌شود.
پنگ تاو و همکارانش برای حل این مشکل و عدم وابستگی به سوخت‌های فسیلی برای تصفیه آب، روشی ارائه کردند که مشابه فرآیند موجود در برگ درخت است.
در این پروژه محققان از نانوذرات اکسید تیتانیوم و طلا استفاده کردند و آنها را درون یک غشاء سه لایه قرار دادند. روی این غشاء، لایه آندایز شده اکسید آلومینیوم قرار دارد. این غشاء با استفاده از دو روش اقدام به تصفیه آب می‌کند. در حالت اول با بهره‌گیری از فرآیندی شبیه به فتوسنتز، اکسید تیتانیوم نور را به دام می‌اندازد. با استفاده از این انرژی، مولکول‌های آلاینده آب تجزیه می‌شود. بعد از 2 ساعت تابش خورشید، حدود 60 درصد از آلودگی‌های آب تجزیه می‌شود. نانوذرات طلا نیز نقش تنفس را در برگ درخت شبیه‌سازی می‌کند. این ذرات، نور خورشید را دریافت کرده و باعث تبخیر آب می‌شود؛ با این کار آلودگی‌ها باقی مانده و آب خالص تبخیر می‌شود.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS Applied Materials Interfaces منتشر شده‌است.