جل حصاد المياه يعمل بمستويات رطوبة منخفضة

صمم باحثون في الولايات المتحدة هلام بوليمر مستدام يمكنه تجميع كميات كبيرة من الماء من الهواء المحيط ، حتى في ظروف الرطوبة المنخفضة. انشأ من قبل يوهونغ قوه وزملاؤهم في جامعة تكساس في أوستن ، فإن المادة منخفضة التكلفة تجمع بين ألياف نباتية تمتص الماء مع السليلوز ، الذي يطرد الماء عند تسخينه.

تعاني أجزاء كثيرة من العالم من درجة معينة من ندرة المياه ومن المتوقع أن تتفاقم المشكلة مع زيادة الاحتباس الحراري. يمكن أن يوفر استخراج الرطوبة مباشرة من الغلاف الجوي لملايين الأشخاص وصولًا حيويًا إلى المياه النظيفة. طور الباحثون بالفعل مجموعة متنوعة من المواد المسامية المختلفة التي يمكنها التقاط الرطوبة وإطلاقها عند الطلب - ولكنها غالبًا ما تتطلب ظروفًا رطبة. في مناطق الأراضي الجافة ، التي تضم الآن أكثر من ثلث سكان العالم ، تعاني التقنيات الحالية من انخفاض امتصاص المياه وارتفاع الطلب على الطاقة.

لمواجهة هذا التحدي ، طور فريق Guo مادة بوليمر جديدة ، تحتوي على هجين من صمغ الكونجاك (KGM) - ألياف نباتية تستخدم على نطاق واسع في المطبخ الآسيوي - وهيدروكسي بروبيل السليلوز (HPC). تحتوي مصفوفة البوليمر هذه أيضًا على محلول مشتت بشكل موحد من كلوريد الليثيوم - ملح يحتفظ بالرطوبة.

مساحة كبيرة

داخل المادة ، تحتوي مادة KGM المحبة للماء على بنية مسامية هرمية. يوفر هذا مساحة كبيرة لتجميع المياه ، بينما يسمح أيضًا لبخار الماء بالمرور بسرعة عبر الهيكل. عند تسخينها ، تخضع HPC لتغيير في الطور ، وتتقلص ألياف البوليمر المستقيمة سابقًا إلى أشكال ملتوية غير متبلورة. في هذه العملية ، يتم إطلاق أي رطوبة في ألياف KGM بسرعة.

أظهر Guo وزملاؤه أنه في 14-24 دورة من امتصاص الماء وإطلاقه في الظروف الجافة ، يمكن أن ينتج 1 كجم من الجل أكثر من 6 لترات من الماء يوميًا في رطوبة نسبية تبلغ 15٪. في ظل رطوبة نسبية 30٪ ، يمكن إنتاج ما يصل إلى 13 لترًا في اليوم.

أظهر الباحثون أيضًا أنه يمكن إنتاج البوليمر بسهولة من خلال طريقة صب سهلة الاستخدام ، حيث يتم خلط مادة هلامية تحتوي على جميع المكونات الثلاثة وصبها في قالب. بعد دقيقتين ، يتم تجفيف الخليط بالتجميد وتقشيره من القالب ، ويكون جاهزًا للاستخدام على الفور.

علاوة على ذلك ، فإن المكونات الثلاثة للمادة متوفرة بكثرة ويمكن الحصول عليها بشكل مستدام. إجمالاً ، تكلف المكونات دولارين فقط للكيلوغرام الواحد. يأمل فريق Guo في أن تعني التكلفة المنخفضة وبساطة الإنتاج إمكانية إنتاج الجل تجاريًا. ويتوقعون أن كميات أكبر بكثير من الماء يمكن حصادها بسهولة عن طريق تصنيع أغشية أكثر سمكًا وإدخال طبقة ماصة للهلام.

تم وصف البحث في طبيعة الاتصالات.

وظيفة جل حصاد المياه يعمل بمستويات رطوبة منخفضة ظهرت للمرة الأولى على عالم الفيزياء.

• كوينسمارت. أفضل بورصة للبيتكوين والعملات المشفرة في أوروبا.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. دخول مجاني.
• كريبتوهوك. الرادار. تجربة مجانية.
• المصدر: https://physicsworld.com/a/water-harvesting-gel-works-at-low-humidity-levels/