Гель для сбора воды работает на низких уровнях влажности

Исследователи из США разработали устойчивый полимерный гель, который может собирать большое количество воды из окружающего воздуха даже в условиях низкой влажности. Сделано Юхун Го и коллеги из Техасского университета в Остине, недорогой материал сочетает в себе водопоглощающие растительные волокна с целлюлозой, которая при нагревании выделяет воду.

Многие части мира в той или иной степени испытывают нехватку воды, и ожидается, что эта проблема будет расти по мере усиления глобального потепления. Извлечение влаги непосредственно из атмосферы могло бы обеспечить миллионы людей жизненно важным доступом к чистой воде. Исследователи уже разработали множество различных пористых материалов, которые могут улавливать и выделять влагу по мере необходимости, но для этого часто требуются влажные условия. В засушливых регионах, где в настоящее время проживает более трети населения мира, существующие технологии страдают от низкого водопотребления и высокой потребности в энергии.

Чтобы решить эту проблему, команда Го разработала новый полимерный материал, содержащий гибрид конжаковой камеди (KGM) — растительного волокна, широко используемого в азиатской кухне — и гидроксипропилцеллюлозы (HPC). Эта полимерная матрица также содержит равномерно диспергированный раствор хлорида лития – влагоудерживающей соли.

Большая площадь поверхности

Внутри материала гидрофильный КГМ имеет иерархически пористую структуру. Это обеспечивает большую площадь водосборной поверхности, а также позволяет водяному пару быстро проходить через структуру. При нагревании HPC претерпевает фазовый переход, и его ранее прямые полимерные волокна сжимаются в аморфные скрученные формы. При этом любая влага из волокон КГМ быстро высвобождается.

Го и его коллеги показали, что за 14–24 цикла поглощения и выделения воды в засушливых условиях 1 кг геля может производить более 6 л воды в день при относительной влажности 15%. При относительной влажности 30% можно производить до 13 л в сутки.

Исследователи также показали, что полимер можно легко производить с помощью удобного для пользователя метода литья, при котором предшественник геля, содержащий все три ингредиента, смешивается и заливается в форму. Через 2 минуты смесь лиофилизируют и отделяют от формы, готовой к немедленному использованию.

Вдобавок ко всему, три ингредиента материала в изобилии и могут быть получены устойчивым образом. В целом ингредиенты стоят всего 2 доллара за килограмм. Команда Гуо надеется, что низкая стоимость и простота производства позволят производить гель в коммерческих целях. Они предсказывают, что гораздо большее количество воды можно было бы легко собрать, изготовив более толстые пленки и добавив в гель абсорбирующие слои.

Исследование описано в Природа связи.

сообщение Гель для сбора воды работает на низких уровнях влажности Появившийся сначала на Мир физики.

• Коинсмарт. Лучшая в Европе биржа биткойнов и криптовалют.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. БЕСПЛАТНЫЙ ДОСТУП.
• КриптоХок. Альткоин Радар. Бесплатная пробная версия.
• Источник: https://physicsworld.com/a/water-harvesting-gel-works-at-low-humidity-levels/