Schritte in einer endlosen, kargen Wüste. Giorgio Parravicini / iStock
Leider ist sogar der weltweite Vorrat an Trinkwasser begrenzt, und mit dem Aufkommen des Klimawandels könnten mehr Gemeinden und Nationen erhebliche Verluste erleiden, da die konventionelle globale Infrastruktur nicht in der Lage zu sein scheint, die Lücke zu schließen - es sei denn, wir können Ingenieurleistungen erbringeneine neue Art der Wasserversorgung für gefährdete Gemeinden.
Tatsächlich gibt es mehrere vielversprechende Materialien, die dazu beitragen könnten, den Schlag des wachsenden globalen Wassermangels zu mildern. mehrere neuere Studien bestätigen zu dieser Tatsache.
DARPA investiert angesichts der globalen Knappheit in neue wasserabsorbierende Materialien
Die erste bestand aus einer gemahlenen Hydrogelplatte, die mit einer Schachtel Pflanzen gemischt war - die im Vergleich zu einer anderen Schachtel ohne Hydrogel, die es nicht schaffte, blühte. Kleine Körner Hydrogel absorbierten Feuchtigkeit aus der feuchten Nachtluftund als der Morgen kam, erwärmte sich das Hydrogel im Sonnenlicht und setzte das Wasser frei, das es über Nacht aufgenommen hatte, wodurch eine feuchte und gesunde Situation für die Pflanzen entstand.
Das Hydrogel stammt von UT Austin in Texas und könnte eine wesentliche Rolle bei der Eindämmung der kommenden Wasserkrise spielen. Vier Milliarden Menschen weltweit haben laut 2. 2016 in der Zeitschrift veröffentlichte Studie Fortschritte in der Wissenschaft - und die Erwartung heißerer, trockenerer globaler Umgebungen, die durch den Klimawandel verursacht werden, wird diese zutiefst tragische Angelegenheit wahrscheinlich nur verschärfen. Dies bedeutet unter anderem, dass wir anderswo als in der konventionellen globalen Infrastruktur nach Wasser suchen müssen, um genug Wasser zu finden. Menschen in betroffenen Regionen . Die Atmosphäre enthält genug Wasser, um ungefähr 10% des Süßwassers in weltweiten Seen zu entsprechen. Vielleicht könnte das funktionieren.
Wissenschaftler verfügen bereits über Technologien, die in der Lage sind, Nebel aufzufangen oder den Tau zu sammeln, den wir über Nacht auf Laub kondensieren sehen. Keine dieser Methoden ist jedoch universell anwendbar und beschränkt sich auf Bereiche, in denen sich Nebel bildet, oder auf Orte, an denen die Temperatur zwischen Tag und Nacht stark schwanktDie Luft kondensiert. Wissenschaftler und Ingenieure erfinden jedoch neue Materialien, die Wasser aus der Luft aufnehmen können - und sie erweisen sich als anpassungsfähiger an die unterschiedlichen Bedürfnisse verschiedener Regionen und Bevölkerungsgruppen.
Die neuen wasserabsorbierenden Materialien führten teilweise zu einer Investition der US-amerikanischen Agentur für fortgeschrittene Verteidigungsforschungsprojekte DARPA in Höhe von 45 Millionen US-Dollar in sechs Projekte im Rahmen des Rahmenprogramms für die atmosphärische Wassergewinnung im November 2020, sagte Programmleiter Seth Cohen in. a c & en Bericht . DARPA will tragbare und energiesparende Geräte, die in der Lage sind, unter verschiedenen klimatischen Bedingungen Trinkwasser aus der Atmosphäre zu erzeugen, um das Militärpersonal zu hydratisieren - laut Cohen vor Zivilisten und humanitären Missionen.
Zwei wasserabsorbierende Materialien ducken sich inmitten der globalen Wasserknappheit
2017 ein anderes Material, das als metallorganische Gerüste bezeichnet wird MOFs haben einen kritischen Durchbruch erzielt. MOFs sind poröse Feststoffe, die aus Metallionen bestehen, die über organische Moleküle verbunden sind und Feuchtigkeit in der Atmosphäre aufnehmen können - auch wenn sie sehr trocken ist - und diese dann bei mäßiger Sonnenwärme als Wasser freisetzen. Ein MaterialwissenschaftlerAn der University of California in Berkeley sagte Omar Yaghi, dass ernsthafte Kandidaten für die Wassernutzung in trockenen Gebieten gute Leistungen erbringen müssen. "Dort sind Menschen, die es brauchen", sagte Yaghi, der ebenfalls ein DARPA-Stipendium erhielt.
Fei Zhao und Zhou von der University of Texas in Austin, die von Guihua Yu geleitet wurden, glauben jedoch, dass eine andere Strategie funktionieren könnte. Insbesondere auch die Yu-Gruppe erhielt DARPA-Mittel. Sie begannen jedoch, Polymere zu verwenden, um Hydrogele herzustellenkönnte mit MOFs konkurrieren - auch wenn Hydrogele in trockenen Gebieten nicht über die Wasseraufnahmefähigkeit von MOFs verfügen und die Tests auf Langzeitstabilität noch nicht überstanden haben. Ein Plus: Sie können unter feuchten Bedingungen mehr Wasser zurückhalten und durch Paarung mit abgestimmt werdenzusätzliche Materialien - wie Trockenmittel und MOFs. Und das könnte gehen über das Löschen des globalen Durstes hinaus .
Die Forscher hoffen, die wasserabsorbierenden Materialien auch für verschiedene andere Situationen zu verwenden, einschließlich Klimaanlage und selbstbewässerndem Boden. "Es gibt fast endlose Anwendungen", sagte Yaghi in der c & en Bericht. Offensichtlich braucht jeder Wasser. Ohne es stirbst du. Aber fürs Erste, das konkurrierende DARPA-finanzierte Projekte muss sich in einem wissenschaftlichen Wettlauf durchsetzen, um die effizienteste, belastbarste, vielseitigste und skalierbarste Methode zur Gewinnung von flüssigem Wasser aus der Luft zu schaffen - da diejenigen, denen bereits Wasser fehlt, kämpfen, um die Auswirkungen des Klimawandels zu überleben.