Zmieniają resztki jedzenia w wodę pitną? Amerykańska rewolucja
Naukowcy z Uniwersytetu w Teksasie opracowali nowatorską metodę, która umożliwia pozyskiwanie czystej wody pitnej bezpośrednio z powietrza. Co najważniejsze, do pozyskania ok. 15 litrów wody wystarczy zaledwie jeden kilogram biomasy, jak resztki jedzenia czy muszle morskie.
Zespół badawczy z Teksasu opracował sposób, który pozwala na przekształcanie naturalnych materiałów, jak polisacharydy, w hydrożele funkcjonalizowane molekularnie, które potrafią pozyskiwać wodę z atmosfery. Kluczowym elementem tej technologii jest zdolność materiału do pochłaniania wilgoci z powietrza i uwalniania jej w postaci czystej wody po podgrzaniu. Weixin Guan, autor projektu, podkreśla, że ta technologia umożliwia pozyskiwanie wody z powietrza w dowolnym miejscu i czasie.
Dzięki temu przełomowi stworzyliśmy uniwersalną strategię inżynierii molekularnej, która pozwala przekształcać różne materiały naturalne w wydajne sorbenty
Proces dwustopniowej modyfikacji
Nowa metoda opiera się na dwustopniowym procesie modyfikacji molekularnej naturalnych materiałów. Polega on na dodaniu grup termoreaktywnych i zwitterionowych do biomasy, co zwiększa jej zdolność do wchłaniania wilgoci oraz umożliwia łatwe uwalnianie wody po podgrzaniu. Woda jest uwalniana w czystej postaci po podgrzaniu materiału do około 60°C, co jest możliwe dzięki zastosowaniu zrównoważonych źródeł energii, jak energia słoneczna lub odpady cieplne z procesów przemysłowych.
Warto podkreślić, że temperatura potrzebna do uwolnienia wody jest stosunkowo niska, co odróżnia nową metodę od tradycyjnych technologii pozyskiwania wody, które często wymagają dużych nakładów energetycznych, jak chłodzenie czy materiały pochodne ropy naftowej.
Wydajność systemu
Badania terenowe pokazały, że jeden kilogram hydrożelu może wytworzyć nawet do 14,19 litra wody dziennie - to znacznie więcej niż przy innych technologiach pozyskiwania wody z powietrza, które zazwyczaj wytwarzają od 1 do 5 litrów na kilogram dziennie.
Co więcej, technologia ta sprawdziła się z różnymi rodzajami biomasy, takimi jak celuloza, skrobia czy chitozan. Oznacza to, że wiele naturalnych materiałów może zostać przekształcone w wydajne urządzenia do pozyskiwania wody.
Nowa metoda nie tylko produkuje wodę w środowisku o niskiej wilgotności, ale może również być stosowana w surowych warunkach – takich jak tereny suche czy pustynne. To otwiera całkowicie nowe możliwości dla zrównoważonego pozyskiwania wody, co może przyczynić się do rozwoju systemów wodociągowych dla gospodarstw domowych i małych społeczności.
Zespół badawczy zwraca również uwagę na ekologiczność swojej technologii. Hydrożele oparte na biomasie są biodegradowalne i mogą być produkowane z materiałów łatwo dostępnych, które w przeciwnym razie byłyby wyrzucane. Obecnie naukowcy pracują zaś nad skalowaniem produkcji tej technologii i projektowaniem praktycznych urządzeń do jej komercjalizacji. Wśród planów znajdują się przenośne urządzenia do pozyskiwania wody, samowystarczalne systemy nawadniające oraz urządzenia do awaryjnego pozyskiwania wody pitnej.
Nowa metoda otwiera przed nami zupełnie nową drogę myślenia o pozyskiwaniu wody w sposób zrównoważony
