Meer dan een derde van de wereldbevolking leeft in droge gebieden, gebieden met aanzienlijke watertekorten. Wetenschappers en ingenieurs van de Universiteit van Texas in Austin hebben een oplossing ontwikkeld die mensen in deze gebieden kan helpen toegang te krijgen tot schoon drinkwater.

Het team ontwikkelde een goedkope gelfilm gemaakt van overvloedige materialen die zelfs in de droogste klimaten water uit de lucht kunnen halen. De materialen die deze reactie mogelijk maken, kosten slechts $ 2 per kilogram, en een enkele kilogram kan meer dan 6 liter water per dag produceren in gebieden met minder dan 15% relatieve vochtigheid en 13 liter in gebieden met tot 30% relatieve vochtigheid.

Het onderzoek bouwt voort op eerdere doorbraken van het team, waaronder het vermogen om water uit de atmosfeer te halen en de toepassing van die technologie om zelfwatergevende grond te creëren. Deze technologieën zijn echter ontworpen voor omgevingen met een relatief hoge luchtvochtigheid.

"Dit nieuwe werk gaat over praktische oplossingen die mensen kunnen gebruiken om water te krijgen op de heetste, droogste plekken op aarde", zegt Guihua Yu, hoogleraar materiaalkunde en werktuigbouwkunde aan de Walker Department of Mechanical Engineering van de Cockrell School of Engineering. "Hierdoor zouden miljoenen mensen zonder constante toegang tot drinkwater eenvoudige, watergenererende apparaten in huis kunnen hebben die ze gemakkelijk kunnen bedienen."

Het nieuwe artikel verschijnt in Nature Communications .

De onderzoekers gebruikten hernieuwbare cellulose en een veelgebruikt keukeningrediënt, konjac-gom, als een belangrijk hydrofiel (aangetrokken door water) skelet. De openporige structuur van kauwgom versnelt het vochtopnameproces. Een ander ontworpen component, thermo-responsieve cellulose met hydrofobe (bestand tegen water) interactie bij verhitting, helpt het verzamelde water onmiddellijk vrij te maken, zodat de totale energie-input om water te produceren wordt geminimaliseerd.

Andere pogingen om water uit woestijnlucht te halen, zijn doorgaans energie-intensief en leveren niet veel op. En hoewel 6 liter niet veel klinkt, zeggen de onderzoekers dat het creëren van dikkere films of absorberende bedden of arrays met optimalisatie de hoeveelheid water die ze opleveren drastisch kan verhogen.

De reactie zelf is eenvoudig, aldus de onderzoekers, wat de uitdagingen van het opschalen en het bereiken van massaal gebruik vermindert.

"Dit is niet iets waar je een geavanceerde graad voor nodig hebt", zegt Youhong "Nancy" Guo, de hoofdauteur van het artikel en een voormalig doctoraatsstudent in Yu's lab, nu een postdoctoraal onderzoeker aan het Massachusetts Institute of Technology. "Het is zo eenvoudig dat iedereen het thuis kan maken als ze de materialen hebben."

De folie is flexibel en kan in verschillende vormen en maten worden gegoten, afhankelijk van de behoefte van de gebruiker. Voor het maken van de film is alleen de gelprecursor nodig, die alle relevante ingrediënten in een mal bevat.

"De gel heeft 2 minuten nodig om uit te harden. Daarna hoeft hij alleen nog maar gevriesdroogd te worden, waarna hij van de vorm kan worden gehaald en direct daarna kan worden gebruikt", zegt Weixin Guan, een promovendus in het team van Yu en een hoofdonderzoeker. van het werk. De onderzoekers zien dit als iets dat mensen ooit in een ijzerhandel zouden kunnen kopen en thuis kunnen gebruiken vanwege de eenvoud. + Verder verkennen

Op zonne-energie werkende vochtvanger verzamelt en reinigt water uit de lucht