Ein Beispiel für eine andere Form, die der wasseraufnehmende Film annehmen kann. Universität von Texas in Austin
Für jeweils drei Personen nennt man Trockengebiete sein Zuhause.
Obwohl sie einige der wertvollsten und seltensten Biodiversitäten der Welt beherbergen und außerdem einen wichtigen Beitrag zum Brotkorb der Welt leisten, sind Trockengebiete durch Wasserknappheit und unregelmäßige Niederschläge gekennzeichnet.
Trockenlandgemeinschaften hauptsächlich vom Grundwasser abhängig da sie keinen Zugang zu alternativen Süßwasserquellen haben. Außerdem haben die Auswirkungen des Klimawandels die Situation nur verschlimmert.
Aber keine Sorge.
Ein kostengünstiger Gelfilm, der ziehen kannWasser aus der Luft selbst in den trockensten Klimazonen ist die Rettung gekommen.
Wissenschaftler und Ingenieure an der University of Texas at Austin haben eine innovative Lösung entwickelt, die den Menschen in diesen Gebieten den Zugang zu sauberem Trinkwasser erleichtern könnte. Die Forschungsarbeit erscheint in Naturkommunikation.
Es ist keine Magie, es ist eine einfache und mächtige Wissenschaft
Das kostengünstige Gel besteht aus reichlich Materialien, die diese Reaktion erleichtern. Sie kosten nur 2 US-Dollar pro Kilogramm, und ein einziges Kilogramm kann in Gebieten mit weniger als 15 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit mehr als sechs Liter Wasser pro Tag produzierenund 13 Liter in Räumen mit bis zu 30 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit.
Das Team hatte zuvor Lösungen gefunden, die Wasser aus der Atmosphäre ziehen und die Anwendung davon Technologie zur Schaffung von selbstbewässerndem Boden . Diese Technologien wurden jedoch für Umgebungen mit relativ hoher Luftfeuchtigkeit entwickelt.
"In dieser neuen Arbeit geht es um praktische Lösungen, mit denen Menschen an den heißesten und trockensten Orten der Erde Wasser bekommen können", sagte Guihua Yu, Professor für Materialwissenschaften und Maschinenbau am Walker Department of Mechanical Engineering der Cockrell School of Engineering. „Dies könnte es Millionen von Menschen ohne ständigen Zugang zu Trinkwasser ermöglichen, zu Hause einfache, wassererzeugende Geräte zu haben, die sie leicht bedienen können.“
Nachwachsende Zellulose und Konjakgummi, eine gängige Küchenzutat, wurden als wichtigstes hydrophiles Skelett verwendet. Die offenporige Struktur von Gummi beschleunigt den Feuchtigkeitsaufnahmeprozess. Eine andere entwickelte Komponente, thermoresponsive Zellulose mit hydrophober Wechselwirkung beim Erhitzen, hilft, das gesammelte Wasser sofort freizusetzendamit der Gesamtenergieaufwand zur Wassererzeugung minimiert wird.
Die Folie ist flexibel und kann je nach Bedarf des Benutzers leicht in eine Vielzahl von Formen und Größen geformt werden. Zur Herstellung der Folie wird nur der Gelvorläufer benötigt, der alle relevanten Zutaten enthält, die in eine Form gegossen werden.
„Das Gel braucht zwei Minuten, um einfach auszuhärten. Dann muss es nur noch gefriergetrocknet werden, und es kann von der Form abgezogen und sofort verwendet werden“, sagte Weixin-Guan, ein Doktorand in Yus Team und leitender Forscher der Arbeit.
Quelle: Universität von Texas in Austin / Cockrell School of Engineering
Massenverbrauch um die Ecke
Es gab Versuche, Wasser aus der Wüstenluft zu ziehen. Aber sie sind normalerweise energieintensiv und produzieren nicht viel. Obwohl sechs Liter nicht viel klingen mögen, Herstellen dickerer Filme oder absorbierender Betten oder Arrays mit Optimierung könnten die Wassermenge, die sie liefern, drastisch erhöhen, so die Forscher.
Die Reaktion selbst ist einfach, was die Herausforderungen der Skalierung und Massennutzung reduziert.
„Dies ist nicht etwas, für das Sie einen fortgeschrittenen Abschluss benötigen“, sagte Youhong „Nancy“ Guo, die Hauptautorin der Arbeit und ehemalige Doktorandin in Yus Labor, jetzt Postdoktorandin am Massachusetts Institute of Technology. „Es ist einfach genug, dass jeder es zu Hause machen kann, wenn er die Materialien hat.“
Die Forschung wurde von der Defense Advanced Research Projects Agency DARPA des US-Verteidigungsministeriums finanziert, und Trinkwasser für Soldaten in ariden Klimazonen ist ein großer Teil des Projekts . Die Forscher hoffen, dass das kostengünstige Gel in einem Baumarkt erhältlich sein und in Haushalten verwendet werden kann.