Нехватка воды является серьезной проблемой для большей части населения нашей планеты, но при наличии соответствующего оборудования питьевую воду можно добывать даже из воздуха. Исследователи из Техасского университета в Остине продемонстрировали недорогую гелевую пленку, которая позволяет извлекать большое количество влаги даже из очень сухого воздуха.
Образец новой гелевой пленки, которая может извлекать огромное количество питьевой воды из воздуха. Университет Техаса в Остине
Гель состоит из двух недорогих и распространенных ингредиентов — целлюлозы, получаемой из клеточной ткани растений, и конжаковой камеди, широко используемой в качестве пищевой добавки. В результате взаимодействия этих двух компонентов образуется гелевая пленка, которая может поглощать воду из воздуха, а затем при необходимости высвобождать ее, не затрачивая при этом много энергии.
Технология работает следующим образом. Пористая структура камеди притягивает воду, конденсируя ее из окружающего воздуха. В свою очередь, целлюлоза при легком нагревании приобретает гидрофобные свойства, высвобождая захваченную влагу.
По словам участников проекта, приготовить такой гель довольно просто. Основные ингредиенты смешиваются вместе и заливаются в форму, где они застывают в течение двух минут. После сублимационной сушки новый материал извлекается из формы и используется по назначению. Он может быть изготовлен практически любой необходимой формы, а его масштабирование достаточно не занимает много времени и не требует больших затрат..
Гелевую пленку можно резать и придавать желаемую форму. Техасский университет в Остине
В ходе испытаний гелевая пленка смогла извлечь из воздуха колоссальное количество воды. При относительной влажности в 30 процентов она производила около 13 литров (3,4 галлона) воды в день на килограмм геля, и даже при снижении влажности до 15 процентов (что является очень низким показателем даже для воздуха пустыни) она все равно могла обеспечить более 6 литров (1,6 галлона) в день на килограмм.
Это огромное улучшение по сравнению с другими устройствами для конденсации и сбора существующими на сегодняшний день. Самый высокий показатель ранее составлял 8,66 литров, но это было в воздухе с гораздо более высокой влажностью. Другие системы достигали 5,87 л при влажности 30 процентов или даже 1,3 л.
По словам исследователей, эффективность нового гелиевого материала можно повысить еще больше, за счет создания более толстых пленок, абсорбирующих слоев и других конструкторских доработок. Пожалуй, самым важным является то, что материал очень дешев в производстве, его стоимость составляет всего 2 доллара США за килограмм. Это еще один важный фактор для расширения масштабов технологии и распространения ее в отдаленных районах и развивающихся странах, где она может быть востребована в первую очередь.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.