A vízgyűjtő gél alacsony páratartalom mellett működik

Időbélyeg: 20. június 2022. 12:12
Forrás csomópont: 1481499

Az Egyesült Államok kutatói olyan fenntartható polimer gélt terveztek, amely nagy mennyiségű vizet képes kinyerni a környező levegőből, még alacsony páratartalom mellett is. Készítette Youhong Guo és munkatársai az austini Texasi Egyetemen, az alacsony költségű anyag a vízelnyelő növényi rostokat cellulózzal kombinálja, amely melegítéskor kiszorítja a vizet.

googletag.cmd.push (function () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

A világ számos részén tapasztalható bizonyos fokú vízhiány, és a probléma a növekvő globális felmelegedéssel várhatóan növekedni fog. Ha közvetlenül a légkörből vonjuk ki a nedvességet, emberek milliói juthatnak hozzá a tiszta vízhez. A kutatók már számos különféle porózus anyagot fejlesztettek ki, amelyek igény szerint képesek felfogni és felszabadítani a nedvességet – de ezekhez gyakran párás körülményekre van szükség. A szárazföldi régiókban, ahol ma a világ lakosságának több mint egyharmada él, a meglévő technikák alacsony vízfelvételtől és nagy energiaigénytől szenvednek.

Ennek a kihívásnak a megoldására Guo csapata új polimer anyagot fejlesztett ki, amely a konjac gumi (KGM) – az ázsiai konyhában széles körben használt növényi alapú rost – és a hidroxipropil-cellulóz (HPC) hibridjét tartalmazza. Ez a polimer mátrix egy egyenletesen eloszlatott lítium-klorid oldatot is tartalmaz, amely egy nedvességmegtartó só.

Nagy felület

Az anyagon belül a hidrofil KGM hierarchikusan porózus szerkezetű. Ez nagy vízgyűjtő felületet biztosít, ugyanakkor lehetővé teszi a vízgőz gyors áthaladását a szerkezeten. Hevítéskor a HPC fázisváltozáson megy keresztül, és a korábban egyenes polimerszálai amorf, csavart formákká húzódnak össze. A folyamat során a KGM rostokban lévő nedvesség gyorsan felszabadul.

Guo és munkatársai kimutatták, hogy száraz körülmények között 14-24 vízfelvételi és -leadási ciklusban 1 kg gél több mint 6 liter vizet tud termelni naponta 15%-os relatív páratartalom mellett. 30%-os relatív páratartalom mellett akár napi 13 l is előállítható.

A kutatók azt is kimutatták, hogy a polimer könnyen előállítható egy felhasználóbarát öntési módszerrel, ahol a mindhárom összetevőt tartalmazó gél-prekurzort összekeverik és egy formába öntik. 2 perc elteltével a keveréket fagyasztva szárítjuk, és kihámozzuk a formából, és azonnal felhasználható.

Ezen felül az anyag három összetevője bőséges, és fenntartható módon beszerezhető. Összességében az összetevők mindössze 2 dollárba kerülnek kilogrammonként. Guo csapata reméli, hogy az alacsony költség és a gyártás egyszerűsége azt jelenti, hogy a zselé kereskedelmi forgalomban is előállítható. Azt jósolják, hogy sokkal nagyobb mennyiségű vizet lehetne könnyen betakarítani vastagabb filmek készítésével és abszorbens rétegekkel a gélbe.

A kutatás leírása a Nature Communications.

A poszt A vízgyűjtő gél alacsony páratartalom mellett működik jelent meg először Fizika Világa.

Időbélyeg:

Még több Fizika Világa