Gel za zbiranje vode deluje pri nizki stopnji vlažnosti

Raziskovalci v ZDA so oblikovali trajnostni polimerni gel, ki lahko pobere velike količine vode iz okoliškega zraka, tudi v pogojih nizke vlažnosti. Ustvaril Youhong Guo in sodelavci na Univerzi v Teksasu v Austinu, nizkocenovni material združuje rastlinska vlakna, ki absorbirajo vodo, s celulozo, ki pri segrevanju izloča vodo.

Številni deli sveta se soočajo z določeno stopnjo pomanjkanja vode in pričakuje se, da bo težava naraščala z naraščajočim globalnim segrevanjem. Črpanje vlage neposredno iz atmosfere bi lahko milijonom ljudi zagotovilo vitalen dostop do čiste vode. Raziskovalci so že razvili vrsto različnih poroznih materialov, ki lahko zajamejo in sprostijo vlago na zahtevo – vendar ti pogosto zahtevajo vlažne pogoje. V suhih območjih, kjer zdaj živi več kot tretjina svetovnega prebivalstva, obstoječe tehnike trpijo zaradi nizke porabe vode in velikega povpraševanja po energiji.

Za reševanje tega izziva je Guova ekipa razvila nov polimerni material, ki vsebuje hibrid konjak gumija (KGM) – rastlinskega vlakna, ki se pogosto uporablja v azijski kuhinji – in hidroksipropil celuloze (HPC). Ta polimerna matrica vsebuje tudi enakomerno razpršeno raztopino litijevega klorida – soli, ki zadržuje vlago.

Velika površina

Znotraj materiala ima hidrofilni KGM hierarhično porozno strukturo. To zagotavlja veliko površino za zbiranje vode, hkrati pa omogoča hiter prehod vodne pare skozi strukturo. Pri segrevanju HPC pride do fazne spremembe in njegova prej ravna polimerna vlakna se skrčijo v amorfne, zavite oblike. Pri tem se vsa vlaga v vlaknih KGM hitro sprosti.

Guo in sodelavci so pokazali, da lahko v 14–24 ciklih privzema in sproščanja vode v sušnih razmerah 1 kg gela proizvede več kot 6 l vode na dan pri 15 % relativni vlažnosti. Pri 30% relativni zračni vlagi lahko pridelamo do 13 l na dan.

Raziskovalci so tudi pokazali, da je polimer mogoče enostavno proizvesti z uporabniku prijazno metodo ulivanja, kjer se predhodnik gela, ki vsebuje vse tri sestavine, zmeša in vlije v kalup. Po 2 minutah se zmes liofilizira in odstrani iz kalupa ter je pripravljena za takojšnjo uporabo.

Poleg tega so tri sestavine materiala v izobilju in jih je mogoče pridobiti trajnostno. Skupaj sestavine stanejo le 2 USD na kilogram. Guova ekipa upa, da bodo nizki stroški in enostavnost proizvodnje pomenili, da bo gel mogoče komercialno proizvajati. Predvidevajo, da bi lahko z izdelavo debelejših filmov in uvedbo vpojnih plasti v gel zlahka pridobili veliko večje količine vode.

Raziskava je opisana v Nature Communications.

Pošta Gel za zbiranje vode deluje pri nizki stopnji vlažnosti pojavil prvi na Svet fizike.

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://physicsworld.com/a/water-harvesting-gel-works-at-low-humidity-levels/