雨水収穫ジェルは低湿度レベルで機能します

米国の研究者は、低湿度条件でも周囲の空気から大量の水を収穫できる持続可能なポリマーゲルを設計しました。 によって作成された ユウホン・グオ テキサス大学オースティン校の同僚たちによると、低コストの材料は、吸水性の植物繊維とセルロースを組み合わせており、加熱すると水を排出します。

世界の多くの地域である程度の水不足が発生しており、地球温暖化の進展に伴い問題は拡大すると予想されています。 大気から直接水分を抽出することで、何百万人もの人々にきれいな水への重要なアクセスを提供することができます。 研究者は、必要に応じて水分を捕捉して放出できるさまざまな多孔質材料をすでに開発していますが、これらは多くの場合、湿度の高い条件を必要とします。 現在世界人口のXNUMX分のXNUMX以上が住んでいる乾燥地地域では、既存の技術は低い水分摂取量と高いエネルギー需要に悩まされています。

この課題に対処するために、郭のチームは、アジア料理で広く使用されている植物ベースの繊維であるこんにゃくガム（KGM）とヒドロキシプロピルセルロース（HPC）のハイブリッドを含む新しいポリマー材料を開発しました。 このポリマーマトリックスには、水分を保持する塩である塩化リチウムの均一に分散した溶液も含まれています。

広い表面積

材料内では、親水性KGMは階層的に多孔質の構造を持っています。 これにより、大きな集水表面積が得られると同時に、水蒸気が構造物を急速に通過できるようになります。 加熱すると、HPCは相変化を起こし、以前は真っ直ぐだったポリマー繊維が収縮してアモルファスのねじれた形状になります。 その過程で、KGM繊維の水分が急速に放出されます。

Guoらは、乾燥状態での水の取り込みと放出の14〜24サイクルで、1kgのゲルが6％の相対湿度で15日あたり30リットル以上の水を生成できることを示しました。 相対湿度13％で、XNUMX日あたり最大XNUMXリットルを生成できます。

研究者たちはまた、ポリマーは、2つの成分すべてを含むゲル前駆体を混合して型に注ぐというユーザーフレンドリーなキャスティング法によって簡単に製造できることを示しました。 XNUMX分後、混合物を凍結乾燥し、型から剥がして、すぐに使用できるようにします。

その上、素材の2つの成分が豊富で、持続可能な方法で調達することができます。 全体として、材料はキログラムあたりわずかXNUMXドルかかります。 Guoのチームは、低コストで製造が簡単なため、ゲルを商業的に製造できることを望んでいます。 彼らは、より厚いフィルムを製造し、ゲルに吸収床を導入することによって、はるかに大量の水を容易に収穫できると予測しています。

研究はで説明されています ネイチャー·コミュニケーションズ.

ポスト 雨水収穫ジェルは低湿度レベルで機能します 最初に登場した 物理学の世界.

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• 出典: https://physicsworld.com/a/water-harvesting-gel-works-at-low-humidity-levels/