미국의 연구원들은 습도가 낮은 조건에서도 주변 공기로부터 많은 양의 물을 수확할 수 있는 지속 가능한 폴리머 젤을 설계했습니다. 작성자 구오유홍 오스틴에 있는 텍사스 대학의 동료들과 함께 이 저렴한 재료는 물을 흡수하는 식물 섬유와 셀룰로오스를 결합하여 열을 가하면 물을 배출합니다.
세계의 많은 지역에서 어느 정도의 물 부족을 경험하고 있으며 지구 온난화가 심화됨에 따라 문제가 커질 것으로 예상됩니다. 대기에서 직접 수분을 추출하면 수백만 명의 사람들에게 깨끗한 물을 제공할 수 있습니다. 연구자들은 필요에 따라 수분을 포획하고 방출할 수 있는 다양한 다공성 물질을 이미 개발했지만 이러한 물질에는 종종 습한 조건이 필요합니다. 현재 세계 인구의 XNUMX분의 XNUMX 이상이 거주하는 건조 지역에서 기존 기술은 낮은 물 흡수율과 높은 에너지 수요로 인해 어려움을 겪고 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 Guo의 팀은 아시아 요리에 널리 사용되는 식물 기반 섬유인 곤약검(KGM)과 HPC(하이드록시프로필 셀룰로스)의 하이브리드를 포함하는 새로운 폴리머 소재를 개발했습니다. 이 폴리머 매트릭스는 또한 균일하게 분산된 염화리튬 용액(수분 유지 염)을 포함합니다.
넓은 표면적
재료 내에서 친수성 KGM은 계층적으로 다공성 구조를 가지고 있습니다. 이렇게 하면 물을 모으는 표면적이 넓어지고 수증기가 구조물을 빠르게 통과할 수 있습니다. 가열되면 HPC는 상 변화를 겪고 이전의 직선 폴리머 섬유는 무정형의 꼬인 모양으로 수축됩니다. 이 과정에서 KGM 섬유의 수분이 빠르게 방출됩니다.
Guo와 동료들은 건조한 조건에서 14-24주기의 수분 흡수 및 방출에서 1kg의 젤이 6% 상대 습도에서 하루에 15리터 이상의 물을 생성할 수 있음을 보여주었습니다. 상대 습도 30%에서 하루에 최대 13리터를 생산할 수 있습니다.
태양열 수확기는 XNUMX억 명에게 깨끗한 물을 생산할 수 있습니다.
연구원들은 또한 세 가지 성분을 모두 포함하는 젤 전구체를 혼합하고 금형에 붓는 사용자 친화적인 주조 방법을 통해 폴리머를 쉽게 생산할 수 있음을 보여주었습니다. 2분 후 혼합물을 동결 건조하고 몰드에서 벗겨내어 바로 사용할 수 있습니다.
게다가 재료의 세 가지 성분이 풍부하고 지속 가능한 공급이 가능합니다. 전체적으로 재료는 킬로그램 당 $ 2에 불과합니다. Guo의 팀은 낮은 비용과 생산의 단순성이 젤을 상업적으로 생산할 수 있음을 의미하기를 희망합니다. 그들은 더 두꺼운 필름을 제조하고 겔에 흡수층을 도입함으로써 훨씬 더 많은 양의 물을 쉽게 수확할 수 있다고 예측합니다.
연구는 다음에 설명되어 있습니다. 자연 통신.
포스트 물 수확 젤은 낮은 습도 수준에서 작동합니다. 첫 번째 등장 물리 세계.
