Вода — это источник жизненной силы нашей планеты, двигатель, который обеспечивает жизнь миллиардов людей, производит пищу, генерирует энергию и поддерживает экосистемы. Но ее нехватка становится все более острой проблемой, а с продолжающимся изменением климата трудности с обеспечением водных ресурсов для всех рискуют усугубиться.
По данным ЮНИСЕФ, почти две трети населения мира сталкивается с острой нехваткой воды в течение как минимум одного месяца в году. Что, если бы существовал способ черпать воду из ничего, даже в самых засушливых местах?
Супервпитывающий гидрогель
Исследователи Массачусетского технологического института, возможно, нашли изящное решение: суперабсорбирующий гидрогель, способный вытягивать 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 он. Густав Гребер, ведущий автор исследования. «Гидрогель может хранить много воды, а соль — много пара. Поэтому интуитивно понятно, что вы хотите объединить эти две вещи».
После тестирования различных комбинаций исследователи определили, что лучше всего использовать высокогигроскопичный хлорид лития, способный поглощать влагу, в 10 раз превышающую его массу.
Чайная пустыня
Настоящим испытанием для «насыщенного солью» гидрогеля стало его испытание в различных условиях влажности. При относительной влажности 30%, 50% и 70% гидрогель впитывал влагу без утечки.
Даже при относительной влажности 30%, что ниже влажности пустыни ночью, гидрогелю удалось уловить 1,79 грамма воды на грамм материала, что на 15% больше, чем ранее протестированные гидрогели. Собранную воду затем можно нагреть, конденсировать и собрать как сверхчистую воду.
Будущее гидрогеля
Следующей задачей для исследователей станет ускорение процесса поглощения воды. «Большим неожиданным сюрпризом стало то, что с помощью такого простого подхода мы смогли достичь самого высокого когда-либо зарегистрированного поглощения пара», — сказал Гребер. «Теперь основное внимание будет уделено кинетике и тому, как быстро мы сможем заставить материал поглощать воду».
Благодаря скорости производства и возможности производства в больших масштабах, а также тому, что гидрогель является эффективным инструментом для сбора воды, он мог бы иметь другие приложения.
«Мы рассмотрели этот материал, не слишком беспокоясь о конкретных его применениях, сосредоточившись в основном на его фундаментальных свойствах», — сказал он. Карлос Диас-Марин, один из соавторов исследования. «Но сейчас мы изучаем совсем другие проблемы: как сделать кондиционирование воздуха более эффективным и как собирать воду. Этот материал, благодаря своей низкой стоимости и высоким эксплуатационным характеристикам, имеет огромный потенциал».
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials, и я связываю это здесь.
