А в чем тренд?
Сегодня миллионы семей живут в регионах, где доступ к воде ограничен или нестабилен. По данным глобальной некоммерческой организации Water.org, 2,2 млрд человек не имеют доступа к чистой воде. Водный кризис негативно сказывается на здоровье и средствах к существованию более трети населения планеты.
Исследователи из Техасского университета в Остине создали гидрогель, который способен извлекать влагу из воздуха и генерировать питьевую воду. Для производства этого материала ученые используют пищевые отходы, морские ракушки, сгнившие ветки и другую биомассу.
Новый способ разработки сорбентов
Как говорится в исследовании, ученые вывели новую систему «молекулярно функционализированных гидрогелей на основе биомассы». Система позволяет превратить широкий спектр природных продуктов в сорбенты — материалы, которые поглощают жидкость. Сочетая эти сорбенты с мягким нагревом, исследователи могут собирать литры питьевой воды из атмосферы даже в условиях низкой влажности.
Гидрогель — это сеть полимерных цепей, которые удерживают большое количество воды.
В свою очередь, полимеры — это большие молекулы, состоящие из повторяющихся звеньев — мономеров.
Функционализированный в этом контексте значит, что к полимеру (гидрогелю) присоединены какие-то функциональные группы, которые придают ему особые свойства.
Синтетические сорбенты создаются, как правило, из продуктов нефтехимии, и их производство энергозатратно. Гидрогель на основе биомассы, наоборот, является биоразлагаемым, масштабируемым и требует минимального количества энергии. Секрет заключается в двухэтапном процессе молекулярной инженерии, который придает любому полисахариду на основе биомассы (например, целлюлозы или крахмала) гигроскопические свойства — то есть способность поглощать и удерживать водяные пары из окружающей среды.
В ходе испытаний исследователи ежедневно генерировали около 14 л чистой воды на 1 кг сорбента, в то время как большинство сорбентов способно генерировать от 1 до 5 л на 1 кг в день.
Долгая дорога на пути к чистой воде
Команда Техасского университета много лет работает над технологиями по добыче и очистке пресной воды. Например, недавно в вузе создали инъекционную систему, которая собирает грязную воду и шприцем впрыскивает ее в гидрогелевый фильтр. Он, в свою очередь, отсеивает почти все мельчайшие частицы. Разработку уже применили в сельском хозяйстве.
По словам авторов, доступ к чистой воде должен быть простым, устойчивым и масштабируемым. «Мы создали универсальную стратегию молекулярной инженерии, которая позволяет превращать различные природные материалы в высокоэффективные сорбенты. Это открывает совершенно новый подход к устойчивому сбору воды для домашних хозяйств и небольших сообществ», — подытожили ученые.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.