Water harvesting gel works at low humidity levels PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Gelul de recoltare a apei funcționează la niveluri scăzute de umiditate

Marca temporală: 20 iunie 2022 12:12

Cercetătorii din SUA au conceput un gel polimeric durabil care poate recolta cantități mari de apă din aerul înconjurător, chiar și în condiții de umiditate scăzută. Creat de Youhong Guo și colegii de la Universitatea Texas din Austin, materialul ieftin combină fibrele vegetale care absorb apa cu celuloza, care expulzează apa atunci când este încălzită.

googletag.cmd.push (function () {googletag.display ('div-gpt-ad-3759129-1');});

Multe părți ale lumii se confruntă cu un anumit grad de deficit de apă și este de așteptat ca problema să crească odată cu creșterea încălzirii globale. Extragerea umidității direct din atmosferă ar putea oferi milioanelor de oameni acces vital la apă curată. Cercetătorii au dezvoltat deja o varietate de materiale poroase diferite care pot capta și elibera umiditatea la cerere - dar acestea necesită adesea condiții umede. În regiunile uscate, care acum găzduiește peste o treime din populația lumii, tehnicile existente suferă din cauza consumului scăzut de apă și a cererii mari de energie.

Pentru a face față acestei provocări, echipa lui Guo a dezvoltat un nou material polimeric, care conține un hibrid de gumă konjac (KGM) – o fibră pe bază de plante utilizată pe scară largă în bucătăria asiatică – și hidroxipropil celuloză (HPC). Această matrice polimerică conține, de asemenea, o soluție uniform dispersată de clorură de litiu - o sare care reține umiditatea.

Suprafață mare

În cadrul materialului, KGM hidrofil are o structură ierarhic poroasă. Aceasta oferă o suprafață mare de colectare a apei, permițând în același timp vaporilor de apă să treacă rapid prin structură. Când este încălzit, HPC suferă o schimbare de fază, iar fibrele sale polimerice drepte anterior se contractă în forme amorfe, răsucite. În acest proces, orice umiditate din fibrele KGM este eliberată rapid.

Guo și colegii săi au arătat că în 14-24 de cicluri de absorbție și eliberare a apei în condiții aride, 1 kg de gel poate produce mai mult de 6 l de apă pe zi la 15% umiditate relativă. La 30% umiditate relativă se pot produce până la 13 l pe zi.

Cercetătorii au arătat, de asemenea, că polimerul poate fi produs cu ușurință printr-o metodă de turnare ușor de utilizat, în care un precursor de gel care conține toate cele trei ingrediente este amestecat și turnat într-o matriță. După 2 minute, amestecul este liofilizat și decojit din matriță, gata de a fi folosit imediat.

În plus, cele trei ingrediente ale materialului sunt abundente și pot fi obținute în mod durabil. În total, ingredientele costă doar 2 USD per kilogram. Echipa lui Guo speră că costul scăzut și simplitatea producției vor însemna că gelul poate fi produs comercial. Ei prezic că cantități mult mai mari de apă ar putea fi recoltate cu ușurință prin fabricarea de filme mai groase și introducerea de paturi absorbante în gel.

Cercetarea este descrisă în Natura Comunicaţii.

Mesaj Gelul de recoltare a apei funcționează la niveluri scăzute de umiditate a apărut în primul rând pe Lumea fizicii.

Timestamp-ul:

Mai mult de la Lumea fizicii