Veekogumisgeel töötab madalal niiskustasemel

USA teadlased on välja töötanud jätkusuutliku polümeergeeli, mis suudab koguda ümbritsevast õhust suures koguses vett isegi madala õhuniiskuse tingimustes. Loodud Youhong Guo ja kolleegid Austini Texase ülikoolist, odav materjal ühendab vett imavad taimsed kiud tselluloosiga, mis kuumutamisel vee väljutab.

Paljudes maailma piirkondades on teatav veepuudus ja see probleem eeldatavasti süveneb globaalse soojenemise tõttu. Niiskuse eraldamine otse atmosfäärist võib anda miljonitele inimestele elutähtsa juurdepääsu puhtale veele. Teadlased on juba välja töötanud mitmesuguseid poorseid materjale, mis suudavad nõudmisel niiskust kinni püüda ja vabastada, kuid need nõuavad sageli niiskeid tingimusi. Kuivades piirkondades, kus praegu elab üle kolmandiku maailma elanikkonnast, kannatavad olemasolevad tehnikad vähese veetarbimise ja suure energiavajaduse tõttu.

Selle väljakutse lahendamiseks töötas Guo meeskond välja uue polümeermaterjali, mis sisaldab konjac-kummi (KGM) – Aasia köögis laialdaselt kasutatava taimse kiu – ja hüdroksüpropüültselluloosi (HPC) hübriidi. See polümeermaatriks sisaldab ka ühtlaselt dispergeeritud liitiumkloriidi lahust – niiskust säilitavat soola.

Suur pind

Materjali sees on hüdrofiilsel KGM-il hierarhiliselt poorne struktuur. See tagab suure vett koguva pinna, võimaldades samal ajal veeaurul kiiresti konstruktsiooni läbida. Kuumutamisel toimub HPC faasimuutus ja selle varem sirged polümeerkiud tõmbuvad kokku amorfseteks, keerdunud kujunditeks. Protsessi käigus vabaneb KGM-kiudude niiskus kiiresti.

Guo ja tema kolleegid on näidanud, et 14–24 vee omastamise ja vabanemise tsükliga kuivades tingimustes võib 1 kg geeli toota rohkem kui 6 l vett päevas 15% suhtelise õhuniiskuse juures. 30% suhtelise õhuniiskuse juures saab toota kuni 13 l päevas.

Teadlased näitasid ka, et polümeeri saab hõlpsasti toota kasutajasõbraliku valumeetodi abil, kus kõiki kolme koostisosa sisaldav geeli eelkäija segatakse ja valatakse vormi. 2 minuti pärast segu külmkuivatatakse ja kooritakse vormist välja ning on koheseks kasutamiseks valmis.

Lisaks on materjali kolm koostisosa rikkalikult ja neid saab säästvalt hankida. Kokku maksavad koostisosad vaid 2 dollarit kilogrammi kohta. Guo meeskond loodab, et madalad kulud ja tootmise lihtsus tähendavad, et geeli saab kaubanduslikult toota. Nad ennustavad, et paksemate kilede valmistamise ja geelile absorbeerivate kihtide lisamisega saab hõlpsasti koguda palju suuremaid veekoguseid.

Uuringut kirjeldatakse artiklis Nature Communications.

Postitus Veekogumisgeel töötab madalal niiskustasemel ilmus esmalt Füüsika maailm.

• Münditark. Euroopa parim Bitcoini ja krüptobörs.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. TASUTA PÄÄS.
• CryptoHawk. Altcoini radar. Tasuta prooviversioon.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/water-harvesting-gel-works-at-low-humidity-levels/