El gel de recolección de agua funciona a bajos niveles de humedad.

Sello de tiempo: 20 de junio de 2022 12:12 p.m.
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Investigadores de EE. UU. han diseñado un gel de polímero sostenible que puede recolectar grandes cantidades de agua del aire circundante, incluso en condiciones de baja humedad. Creado por Youhong Guo y colegas de la Universidad de Texas en Austin, el material de bajo costo combina fibras vegetales absorbentes de agua con celulosa, que expulsa el agua cuando se calienta.

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Muchas partes del mundo experimentan algún grado de escasez de agua y se espera que el problema crezca con el aumento del calentamiento global. Extraer la humedad directamente de la atmósfera podría proporcionar a millones de personas acceso vital a agua limpia. Los investigadores ya han desarrollado una variedad de diferentes materiales porosos que pueden capturar y liberar humedad a pedido, pero estos a menudo requieren condiciones húmedas. En las regiones de tierras secas, que ahora albergan a más de un tercio de la población mundial, las técnicas existentes sufren de baja absorción de agua y alta demanda de energía.

Para hacer frente a este desafío, el equipo de Guo desarrolló un nuevo material polimérico que contiene un híbrido de goma konjac (KGM), una fibra de origen vegetal muy utilizada en la cocina asiática, e hidroxipropilcelulosa (HPC). Esta matriz de polímero también contiene una solución uniformemente dispersa de cloruro de litio, una sal que retiene la humedad.

Gran superficie

Dentro del material, el KGM hidrofílico tiene una estructura jerárquicamente porosa. Esto proporciona una gran área de superficie de recolección de agua, al mismo tiempo que permite que el vapor de agua pase rápidamente a través de la estructura. Cuando se calienta, el HPC sufre un cambio de fase y sus fibras de polímero previamente rectas se contraen en formas amorfas y retorcidas. En el proceso, cualquier humedad en las fibras KGM se libera rápidamente.

Guo y sus colegas han demostrado que en 14 a 24 ciclos de absorción y liberación de agua en condiciones áridas, 1 kg de gel puede producir más de 6 l de agua por día con una humedad relativa del 15 %. Con una humedad relativa del 30%, se pueden producir hasta 13 l por día.

Los investigadores también demostraron que el polímero se puede producir fácilmente a través de un método de fundición fácil de usar, donde un precursor de gel que contiene los tres ingredientes se mezcla y se vierte en un molde. Después de 2 min, la mezcla se liofiliza y se despega del molde, lista para usar de inmediato.

Además de esto, los tres ingredientes del material son abundantes y se pueden obtener de forma sostenible. En total, los ingredientes cuestan solo $ 2 por kilogramo. El equipo de Guo espera que el bajo costo y la simplicidad de la producción signifique que el gel se pueda producir comercialmente. Predicen que se podrían recolectar fácilmente cantidades mucho mayores de agua fabricando películas más gruesas e introduciendo lechos absorbentes en el gel.

La investigación se describe en Nature Communications.

El puesto El gel de recolección de agua funciona a bajos niveles de humedad. apareció por primera vez en Mundo de la física.

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