Гель для збору води працює при низькому рівні вологості

Дослідники в США розробили стійкий полімерний гель, який може збирати велику кількість води з навколишнього повітря навіть в умовах низької вологості. Створений Юхон Го та колегами з Техаського університету в Остіні, недорогий матеріал поєднує водопоглинаючі рослинні волокна з целюлозою, яка виганяє воду при нагріванні.

Багато частин світу відчувають певний ступінь дефіциту води, і очікується, що проблема буде зростати із збільшенням глобального потепління. Вилучення вологи безпосередньо з атмосфери може забезпечити мільйонам людей життєво важливий доступ до чистої води. Дослідники вже розробили безліч різних пористих матеріалів, які можуть вловлювати і виділяти вологу за потребою, але для цього часто потрібні вологі умови. У засушливих регіонах, де зараз проживає більше третини населення світу, існуючі методики страждають від низького споживання води та високого споживання енергії.

Щоб вирішити цю проблему, команда Гуо розробила новий полімерний матеріал, що містить гібрид камеди коняк (KGM) – рослинного волокна, широко використовується в азіатській кухні, і гідроксипропілцелюлози (HPC). Ця полімерна матриця також містить однорідно диспергований розчин хлориду літію – вологоутримуючої солі.

Велика площа поверхні

Всередині матеріалу гідрофільний КГМ має ієрархічно пористу структуру. Це забезпечує велику поверхню для збору води, а також дозволяє водяній парі швидко проходити крізь конструкцію. При нагріванні HPC зазнає фазової зміни, і його раніше прямі полімерні волокна стискаються в аморфні, скручені форми. При цьому будь-яка волога у волокнах KGM швидко виділяється.

Гуо та його колеги показали, що за 14–24 цикли поглинання та виділення води в посушливих умовах 1 кг гелю може виробляти понад 6 л води на добу при 15% відносній вологості. При відносній вологості 30% можна виробляти до 13 л на добу.

Дослідники також показали, що полімер можна легко виготовити за допомогою зручного для користувача методу лиття, коли попередник гелю, що містить усі три інгредієнти, змішують і заливають у форму. Через 2 хвилини суміш сушиться заморожуванням і очищається від форми, готова до використання.

Крім того, три інгредієнти матеріалу є багатими, і їх можна отримувати з екологічних джерел. Загалом інгредієнти коштують всього 2 долари за кілограм. Команда Го сподівається, що низька вартість і простота виробництва означатимуть, що гель можна буде виробляти в комерційних цілях. Вони передбачають, що набагато більші кількості води можна легко зібрати, створюючи більш товсті плівки та вводячи в гель поглинаючі шари.

Дослідження описано в Природа зв'язку.

Повідомлення Гель для збору води працює при низькому рівні вологості вперше з'явився на Світ фізики.

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://physicsworld.com/a/water-harvesting-gel-works-at-low-humidity-levels/