Superabsorbierendes Gel zieht frisches Wasser aus der Luft

Standard-Bild - Wüste

Wenn die Welt heißer wird, wird das Wasser frisch und sauber Zunehmend heiße Ware. Landwirtschaftliche Nachfrage, Klimawandel, Umweltverschmutzung und andere Faktoren machen Wasserknappheit heutzutage zu einem Problem, und das ist wahrscheinlich schlechter werden In der Zukunft.

Also, wie gehen wir damit um? Eine Gruppe von Wissenschaftlern hat einen Vorschlag: Wasser aus der Luft ziehen.

Forscher haben ein superabsorbierendes Gel aus erschwinglichen Materialien entwickelt, das Feuchtigkeit aus Luft mit geringer Luftfeuchtigkeit absorbieren kann. Beim Erhitzen gibt das Gel diese Feuchtigkeit wie frisches Wasser ab. Ein Kilogramm Gel kann theoretisch etwa 6 Liter Wasser bei 15 % relativer Luftfeuchtigkeit und mehr als 13 Liter Wasser bei 30 % relativer Luftfeuchtigkeit erzeugen, je nachdem lernen Veröffentlicht in Nature Communications. Als Referenz reicht die Mojave-Wüste im Allgemeinen im Südwesten zwischen 10 % und 30 % Feuchtigkeit.

„Bei dieser neuen Arbeit geht es um praktische Lösungen, mit denen Menschen an den heißesten und trockensten Orten der Erde Wasser bekommen können“, sagte er. Guihua Yueiner der Forscher, in a Pressemitteilung. Yu ist Materialingenieur an der University of Texas in Austin. „Dies könnte es Millionen von Menschen ermöglichen, die keinen ständigen Zugang zu Trinkwasser haben, einfache Geräte zur Wassererzeugung zu Hause zu haben, die sie leicht bedienen können“, fügte er in der Erklärung hinzu.

Die Forscher stellten das Gel aus einem Derivat der Zelluloseverbindung (die in allen Pflanzenzellen vorkommt), einer speziellen Faser, die aus einer essbaren Knolle namens Konjak gewonnen wird, und dem absorbierenden Lithiumchloridsalz her. Die flüssigen Materialien wurden gemischt, in eine Form gegossen, 2 Minuten stehen gelassen und dann auf einem dünnen Blatt gefriergetrocknet. entsprechend lernen.

„Die Installation dieses Gels ist sehr einfach“, Yuhong Guoein Chemieingenieur am MIT und Mitautor der Studie, sagte Gizmodo. „Das heißt, jeder kann es schaffen [easily],” Sie hat hinzugefügt.

Nach dem Aushärten und Trocknen sind die dünnen Geleeblätter in etwa 20 Minuten mit Feuchtigkeit gesättigt. Um das Wasser als trinkbare Flüssigkeit zu extrahieren, erhitzten die Forscher das Gel anschließend in einer geschlossenen Kammer und Kondenswassersammlung. Sie fanden heraus, dass etwa 70 % des eingefangenen Wassers innerhalb von 10 Minuten nach dem Erhitzen von R freigesetzt wurdenEs geliert bei 140 Grad Fahrenheit.

Die Mannschaft Ich habe die Gelaufnahme und Wasserabgabe mit unterschiedlichen Prozentsätzen an Inhaltsstoffen und unterschiedlichen Feuchtigkeitsniveaus getestet. Sie verglichen auch die Wasseraufnahme- und Wasserabgabekapazität des Gels mit anderen Sorbentien.

Es gibt viele andere Dinge, die Wasser aus der Luft ziehen. Zum Beispiel sind Sie vielleicht schon auf diese Kieselerdepackungen in Snacktüten und Elektronikboxen gestoßen. Wenn du an einem feuchten Ort lebst, Sie wissen, dass gewöhnliches Speisesalz Wasser gut aufnimmt, sehr. Verdammt, Pommes Frites verlieren mit der Zeit ihre Knusprigkeit aufgrund der Aufnahme von Wasser in die Atmosphäre. Aber dieses neue Material ist in einigen Punkten anders.

Erstens nimmt es Wasser sehr effizient auf und gibt es relativ leicht wieder ab. Die Quarzbalken selbst müssen beheizt werden 180 Grad Fahrenheit, bevor Sie das Wasser ablassen, und andere Trockner benötigen höhere Temperaturen. Es ist auch ungiftig Es fügt dem gesammelten Wasser keine schädlichen Chemikalien hinzu. Schließlich scheint sich das Gel im Gegensatz zu einigen anderen Substanzen bei wiederholter Anwendung nicht zu zersetzen, berichteten die Wissenschaftler.

Doch so elegant Gel auch ist (und so nützlich es in Zukunft sein könnte), wir sind weit entfernt von einer Welt, in der Materie die Wasserkrise auf magische Weise löst.

Die Forscher führten ihre Tests mit nur Milligramm Gel und Wasser durch und extrapolierten diese Ergebnisse dann in Kilogramm, was möglicherweise keine direkte Übersetzung in die Realität ist. Er erklärte, dass sich die Wasseraufnahme und die Fähigkeit, es abzugeben, ändern können, wenn das Gel in größeren Mengen verwendet wird roshu wang In einer E-Mail an Gizmodo. Wang ist Ingenieur an der Shanghai Jiao Tong University in China und hat dort gearbeitet Ähnliche Wasserernte Frühere Technologien Er war nicht an der neuen Forschung beteiligt.

Außerdem arbeiteten die Wissenschaftler mit sehr dünnen Schichten (ca0,1 cm) des Gels in vitro. Dünne Platten eignen sich am besten für die Oberflächenbelichtung und nehmen Wasser schnell auf Es erwärmt sich schnell, um das Wasser herauszubringen. „Aber wenn diese Wassergewinnungstechnologie in großem Umfang eingesetzt werden soll, erhöht die Verwendung eines so dünnen Materials die Gesamtgröße des Geräts erheblich, wodurch es weniger kompakt und tragbar wird“, sagte Wang. Die Forscher schlugen vor, dass ihr Gel in größeren Klumpen verwendet werden könnte. Bisher haben sie es nicht getestetT. Design.

Wang hält das neue Ergebnis jedoch immer noch für „ermutigend“. Er betonte, dass sich das untersuchte Gelmaterial durch den geringen Energieaufwand für seine Herstellung und Verwendung auszeichnet. Es ist wichtig, eine nachhaltige, kohlenstoffarme Wassergewinnung in Bezug auf die Materialzusammensetzung und den Energiebedarf zu erreichen.

Am Ende sagte Wang, die neue Studie habe „eine fast unmögliche Erzeugung aus Süßwasser gebracht [in] Extrem trockenes Klima kommt der Realität näher.“ Bitte schön: Die Wissenschaft macht das Unmögliche möglich mehr möglich.

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