Gel thu hoạch nước hoạt động ở mức độ ẩm thấp

Dấu thời gian: ngày 20 tháng 2022 năm 12 12:XNUMX CH
Nút nguồn: 1481499

Các nhà nghiên cứu ở Mỹ đã thiết kế một loại gel polyme bền vững có thể thu được lượng lớn nước từ không khí xung quanh, ngay cả trong điều kiện độ ẩm thấp. Được tạo bởi Youhong Guo và các đồng nghiệp tại Đại học Texas ở Austin, vật liệu giá rẻ kết hợp sợi thực vật hấp thụ nước với xenlulo, loại bỏ nước khi đun nóng.

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

Nhiều nơi trên thế giới gặp phải tình trạng khan hiếm nước ở một mức độ nào đó và vấn đề được cho là sẽ ngày càng gia tăng khi sự ấm lên toàn cầu ngày càng gia tăng. Việc chiết xuất độ ẩm trực tiếp từ bầu khí quyển có thể cung cấp cho hàng triệu người khả năng tiếp cận quan trọng với nước sạch. Các nhà nghiên cứu đã phát triển nhiều loại vật liệu xốp khác nhau có thể giữ và giải phóng độ ẩm theo yêu cầu - nhưng những vật liệu này thường đòi hỏi điều kiện ẩm ướt. Ở các vùng đất khô hạn, hiện là nơi sinh sống của hơn một phần ba dân số thế giới, các kỹ thuật hiện có bị ảnh hưởng bởi lượng nước hấp thụ thấp và nhu cầu năng lượng cao.

Để giải quyết thách thức này, nhóm của Guo đã phát triển một loại vật liệu polyme mới, chứa hỗn hợp của kẹo cao su konjac (KGM) - một loại sợi thực vật được sử dụng rộng rãi trong ẩm thực châu Á - và hydroxypropyl cellulose (HPC). Chất nền polyme này cũng chứa một dung dịch liti clorua được phân tán đồng đều - một loại muối giữ ẩm.

Diện tích bề mặt lớn

Trong vật liệu, KGM ưa nước có cấu trúc xốp phân cấp. Điều này cung cấp một diện tích bề mặt thu nước lớn, đồng thời cho phép hơi nước nhanh chóng đi qua cấu trúc. Khi được nung nóng, HPC trải qua một sự thay đổi pha và các sợi polyme thẳng trước đây của nó co lại thành các hình dạng xoắn, vô định hình. Trong quá trình này, bất kỳ độ ẩm nào trong sợi KGM cũng nhanh chóng được thoát ra ngoài.

Guo và các đồng nghiệp đã chỉ ra rằng trong 14-24 chu kỳ hút và thải nước trong điều kiện khô cằn, 1 kg gel có thể tạo ra hơn 6 l nước mỗi ngày ở độ ẩm tương đối 15%. Ở độ ẩm tương đối 30%, có thể sản xuất tới 13 l mỗi ngày.

Các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra rằng polyme có thể dễ dàng được sản xuất thông qua phương pháp đúc thân thiện với người dùng, trong đó tiền chất gel chứa cả ba thành phần được trộn và đổ vào khuôn. Sau 2 phút, hỗn hợp được đông khô và bóc ra khỏi khuôn, sẵn sàng để sử dụng ngay.

Hơn hết, ba thành phần của nguyên liệu rất dồi dào và có thể được cung cấp một cách bền vững. Nhìn chung, các thành phần chỉ có giá $ 2 một kg. Nhóm nghiên cứu của Guo hy vọng rằng chi phí thấp và sản xuất đơn giản sẽ đồng nghĩa với việc loại gel này có thể được sản xuất thương mại. Họ dự đoán rằng có thể dễ dàng thu được lượng nước lớn hơn nhiều bằng cách chế tạo các màng dày hơn và đưa các lớp thấm vào gel.

Nghiên cứu được mô tả trong Nature Communications.

Các bài viết Gel thu hoạch nước hoạt động ở mức độ ẩm thấp xuất hiện đầu tiên trên Thế giới vật lý.

Dấu thời gian:

Thêm từ Thế giới vật lý