超吸収性ジェルが薄い空気から真水を引き出します

砂漠のストックフォト

世界がますます熱くなるにつれて、新鮮できれいな水は ますます人気のある商品。 現在、農業需要、気候変動、汚染などの要因が収束し、水不足が問題となっています。 悪化する 将来。

では、どのように管理するのでしょうか。 科学者の1つのグループは、空気から水を引き出すという提案をしています。

研究者たちは、低湿度の空気から湿気を吸い出すことができる、手頃な価格の材料で作られた超吸収性ゲルを開発しました。 加熱すると、ゲルはその水分を真水として放出します。 によると、1キログラムのゲルは理論的には15%の相対湿度で約6リットルの水を生成し、30%の湿度で13リットル以上の水を生成することができます。 勉強 ジャーナルNatureCommunicationsに掲載されました。 参考までに、南西部のモハーベ砂漠は一般的に 10%から30%の間 湿度。

「この新しい研究は、人々が地球上で最も暑く、最も乾燥した場所で水を得るために使用できる実用的な解決策に関するものです」と述べています。 Guihua Yu、研究者の一人、 プレスリリース。 Yuは、テキサス大学オースティン校の材料エンジニアです。 「これにより、飲料水に一貫してアクセスできない何百万人もの人々が、簡単に操作できるシンプルな水生成装置を自宅に設置できるようになる可能性があります」と彼は声明で付け加えました。

研究者らは、複合セルロース(すべての植物細胞に見られる)の誘導体、こんにゃくとして知られる食用塊茎から抽出された特定の繊維、および吸収性塩化リチウム塩からゲルを作成しました。 液体材料を混合し、型に流し込み、2分間静置した後、凍結乾燥して薄いシートにしました。 によると、1キログラムの乾燥ゲルを作るために必要なすべての材料は2ドル未満の費用がかかります 勉強

「このゲルの合成は非常に簡単です。」 Youhong GuoMITの化学技術者で研究の共著者であるGizmodoに語った。 「これは、誰もがそれを達成できることを意味します [easily]、” 彼女は付け加えた。

固まって乾燥すると、薄いゲルシートは約20分で水分で飽和状態になりました。 その水を実際の飲用に適した液体として抽出するために、研究者たちは次に密閉チャンバー内でゲルを加熱しました 凝縮を集めました。 彼らは、捕獲された水の約70%が加熱後10分以内に放出されることを発見しました。彼は華氏140度でゲル化します。

チーム さまざまな成分の比率とさまざまな湿度で、ゲルの吸光度と水の放出をテストしました。 彼らはまた、ゲルの吸光度と放出能力を他の吸収性材料と比較しました。

空気から水を引くものは他にもたくさんあります。 たとえば、スナックバッグや電子機器ボックスの中にあるシリカパケットに遭遇したことがあるでしょう。。 湿気の多い場所に住んでいた場合は、 あなたは通常の食卓塩が水をかなりよく吸収することを知っています、 それも。 フライドポテトは、大気中の水分を吸収するため、時間の経過とともにカリカリになります。 しかし、この新しい素材はいくつかの重要な点で異なります。

一つには、それは非常に効率的に水を吸収し、比較的簡単にそれを手放すことができます。 それらの同じシリカパケットは、に加熱する必要があります 180度 彼らが水を放出する前に華氏、および他の乾燥剤はさらに高い温度を必要とします。 また、無毒です 集めた水に有害な化学物質を加えません。 最後に、他のいくつかの材料とは異なり、ゲルは繰り返し使用しても劣化しないようです、と科学者たちは報告しました。

しかし、ゲルが気の利いたものである(そして将来的に役立つ可能性がある)ので、私たちはこの材料が水危機を魔法のように解決する世界からはほど遠いです。

研究者たちは、わずかミリグラムのゲルと水でテストを実行し、それらの結果をキログラムに外挿しました。これは、現実への直接の変換ではない可能性があります。 ゲルを大量に使用すると、吸水率と放出能力が変化する可能性があると説明されています Ruzhu Wang ギズモードへのメールで。 王は中国の上海交通大学のエンジニアであり、 同様の水収穫 以前の技術 新しい研究には関与していませんでした。

さらに、科学者は非常に薄いフィルム(約0ラボでのゲルの厚さ.01センチメートル)。 薄いシートは表面積の露出に優れており、水をすばやく吸収します すばやく加熱して水を放出します。 「しかし、この水収穫技術を大量に使用したい場合は、このような薄い材料を使用すると、デバイスの総量が大幅に増加し、コンパクトで持ち運びが難しくなります」とWang氏は述べています。 研究者たちは、彼らのゲルをより大きなブロックで使用できると提案しています。 しかし、これまでのところ、彼らはthaをテストしていませんtデザイン

それでも、王は新しい結果が「励みになる」と信じています。 彼は、研究されたゲル材料は、製造および使用に必要なエネルギー入力が非常に少ないため、注目に値することを強調しました。 「材料合成とエネルギー需要の両方の観点から、持続可能な低炭素の方法で水収穫を達成することは重要です。」

そして最終的に、Wang氏は、新しい研究は「ほぼ不可能な淡水生成をもたらしました。 [in] 現実に近い超乾燥した気候。」 そこに行く:科学、不可能を作る より可能性があります。

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