น้ำจืดเป็นสิ่งที่ขาดแคลนในหลายส่วนของโลก และต้องได้รับค่าใช้จ่ายจำนวนมาก ชุมชนใกล้มหาสมุทรสามารถแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเพื่อจุดประสงค์นี้ได้ แต่การทำเช่นนี้ต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ห่างไกลจากชายฝั่ง บ่อยครั้งทางเลือกเดียวที่เหลืออยู่คือการควบแน่นความชื้นในบรรยากาศผ่านการทำความเย็น ไม่ว่าจะผ่านกระบวนการที่ต้องการในทำนองเดียวกัน การป้อนพลังงานสูง หรือโดยการใช้เทคโนโลยี "แฝง" ที่ใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิระหว่างกลางวันและกลางคืน อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคโนโลยีแบบพาสซีฟในปัจจุบัน เช่น ฟอยล์เก็บน้ำค้าง น้ำจึงสามารถสกัดได้เฉพาะในเวลากลางคืนเท่านั้น เนื่องจากแสงแดดทำให้ฟอยล์ร้อนในระหว่างวัน ซึ่งทำให้เกิดการควบแน่นไม่ได้
ระบายความร้อนด้วยตัวเองและป้องกันรังสี
ขณะนี้นักวิจัยที่ ETH Zurich ได้พัฒนา a เทคโนโลยี ซึ่งนับเป็นครั้งแรกที่ช่วยให้พวกเขาสามารถเก็บเกี่ยวน้ำได้ตลอด 24 ชั่วโมง โดยไม่ต้องใช้พลังงาน แม้แต่ภายใต้แสงแดดจ้าก็ตาม อุปกรณ์ใหม่นี้ประกอบด้วยบานกระจกเคลือบพิเศษ ซึ่งทั้งสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์และยังแผ่ความร้อนของตัวเองผ่านชั้นบรรยากาศออกสู่อวกาศอีกด้วย ดังนั้นจึงทำให้ตัวเองเย็นลงได้มากถึง 15 องศาเซลเซียส (59 องศาฟาเรนไฮต์) ต่ำกว่าอุณหภูมิโดยรอบ ที่ด้านล่างของบานหน้าต่างนี้ ไอน้ำจากอากาศจะควบแน่นเป็นน้ำ กระบวนการนี้เหมือนกับที่สังเกตได้จากหน้าต่างที่มีฉนวนไม่ดีในฤดูหนาว
นักวิทยาศาสตร์เคลือบกระจกด้วยพอลิเมอร์และชั้นเงินที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ วิธีการเคลือบแบบพิเศษนี้ทำให้บานหน้าต่างปล่อยรังสีอินฟราเรดที่ช่องความยาวคลื่นเฉพาะออกสู่อวกาศ โดยไม่มีการดูดกลืนจากบรรยากาศหรือแสงสะท้อนกลับเข้าสู่ช่องหน้าต่าง องค์ประกอบสำคัญอีกประการของอุปกรณ์นี้คือเกราะป้องกันรังสีรูปทรงกรวยแบบใหม่ โดยส่วนใหญ่จะเบี่ยงเบนการแผ่รังสีความร้อนจากชั้นบรรยากาศและป้องกันบานหน้าต่างจากการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ที่เข้ามา ในขณะที่ปล่อยให้อุปกรณ์แผ่ความร้อนดังกล่าวออกไปด้านนอก และทำให้ตัวเองเย็นตัวลงอย่างเงียบๆ อย่างเต็มที่
ใกล้กับทฤษฎีที่เหมาะสมที่สุด
จากการทดสอบอุปกรณ์ใหม่ภายใต้สภาพการใช้งานจริงบนหลังคาอาคาร ETH ในเมืองซูริก เทคโนโลยีใหม่นี้สามารถผลิตน้ำได้อย่างน้อยสองเท่าต่อพื้นที่ต่อวัน เท่ากับเทคโนโลยีแบบพาสซีฟที่ดีที่สุดในปัจจุบันโดยอิงจากฟอยล์: นักบินขนาดเล็ก ระบบที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางบานหน้าต่าง 10 เซนติเมตร ส่งน้ำ 4.6 มิลลิลิตรต่อวันภายใต้สภาวะจริง อุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่มีบานหน้าต่างขนาดใหญ่จะผลิตน้ำได้มากขึ้นตามลำดับ นักวิทยาศาสตร์สามารถแสดงให้เห็นว่า ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม พวกเขาสามารถเก็บเกี่ยวน้ำได้มากถึง 0.53 เดซิลิตร (ประมาณ 1.8 ออนซ์ของเหลว) ต่อตารางเมตรของผิวบานหน้าต่างต่อชั่วโมง ซึ่งใกล้เคียงกับค่าสูงสุดตามทฤษฎีที่ 0.6 เดซิลิตร (2.03 ออนซ์) ต่อชั่วโมง ซึ่งเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเกินจริง
เทคโนโลยีอื่นๆ มักต้องการน้ำที่ควบแน่นเพื่อเช็ดออกจากพื้นผิวซึ่งต้องใช้พลังงาน หากไม่มีขั้นตอนนี้ ส่วนสำคัญของน้ำที่ควบแน่นจะเกาะติดกับพื้นผิวและยังคงไม่สามารถใช้งานได้ในขณะที่ขัดขวางการควบแน่นเพิ่มเติม นักวิจัยได้ใช้สารเคลือบผิวแบบใหม่ที่ไม่ชอบน้ำมาก (superhydrophobic) กับด้านล่างของบานหน้าต่างในคอนเดนเซอร์น้ำ ทำให้น้ำที่ควบแน่นกลายเป็นลูกปัดขึ้นและวิ่งหรือกระโดดออกไปเอง “ในทางตรงกันข้ามกับเทคโนโลยีอื่น ๆ ของเราสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบหลัก
เป้าหมายของนักวิจัยคือการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับประเทศที่ขาดแคลนน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับประเทศกำลังพัฒนาและประเทศเกิดใหม่ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ มีโอกาสที่จะพัฒนาเทคโนโลยีนี้ต่อไปหรือผสมผสานกับวิธีการอื่นๆ เช่น การแยกเกลือออกจากน้ำ เพื่อเพิ่มผลผลิต การผลิตแผ่นเคลือบนั้นค่อนข้างง่าย และการสร้างคอนเดนเซอร์ที่มีขนาดใหญ่กว่าระบบนำร่องปัจจุบันควรจะเป็นไปได้ คล้ายกับวิธีการ พลังงานแสงอาทิตย์ มีโมดูลหลายโมดูลติดตั้งติดกัน คอนเดนเซอร์น้ำหลายตัวสามารถวางเรียงต่อกันเพื่อต่อเข้ากับระบบขนาดใหญ่ได้