Вода является источником жизненной силы нашей планеты, двигателем, питающим жизнь миллиардов людей, производством продуктов питания, выработкой энергии и поддерживающим экосистемы. Но ее нехватка становится все более острой проблемой, а в связи с происходящим изменением климата трудности с обеспечением водных ресурсов для всех рискуют усугубиться.
По данным ЮНИСЕФ, почти две трети населения мира испытывают острую нехватку воды не менее одного месяца в году. Что, если бы можно было брать воду из ниоткуда, даже из самых засушливых мест?
Супервпитывающий гидрогель
Исследователи Массачусетского технологического института, возможно, нашли хорошее решение: суперабсорбирующий гидрогель, способный извлекать влагу из воздуха даже в самых неблагоприятных условиях. Секрет впитывающей способности этого материала заключается в особой соли, хлориде лития.
«Это лучшее из обоих миров», — говорит она. Густав Гребер, ведущий автор исследования. «Гидрогель может удерживать много воды, а соль может удерживать много пара. Поэтому интуитивно понятно, что вы хотите объединить их».
После тестирования различных комбинаций исследователи определили, что лучше всего использовать высокогигроскопичный хлорид лития, способный поглощать влагу, в 10 раз превышающую его массу.
Чайная пустыня
Настоящей лакмусовой бумажкой для «засоленного» гидрогеля стали его испытания в различных условиях влажности. При относительной влажности 30%, 50% и 70% гидрогель впитывал влагу без потерь.
Даже при относительной влажности 30 %, что ниже, чем влажность в пустыне в течение ночи, гидрогель смог уловить 1,79 грамма воды на грамм материала, что на 15 % больше, чем ранее протестированные гидрогели. Собранную воду затем можно нагреть, сконденсировать и собрать в виде сверхчистой воды.
Будущее гидрогеля
Следующей задачей для исследователей станет ускорение процесса поглощения воды. «Неожиданным большим сюрпризом стало то, что с помощью такого простого подхода мы смогли достичь самого высокого уровня поглощения пара из когда-либо зарегистрированных», — сказал Гребер. «Теперь основное внимание будет уделено кинетике и тому, насколько быстро мы можем заставить материал поглощать воду».
Из-за быстрого производства и возможности производства в больших масштабах, а также в качестве эффективного инструмента для сбора воды гидрогель мог иметь другие приложения.
«Мы смотрели на материал, не слишком беспокоясь о конкретных применениях, сосредоточившись в основном на его фундаментальных свойствах», — сказал он. Карлос Диас-Марин, один из соавторов исследования. "Но сейчас мы изучаем совершенно другие проблемы, как сделать кондиционирование воздуха более эффективным и как можно собирать воду. Этот материал, благодаря его низкой стоимости и высокой производительности, имеет огромный потенциал".
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials, и я связываю это здесь.
