Ключови моменти
- Изследователите са разработили устойчив метод за събиране на вода от въздуха с помощта на хидрогелове, направени от хранителни отпадъци и друга биомаса.
- Тяхната технология може да извлича до 3,75 галона чиста вода на килограм материал дневно, с 95% възстановяване на водата след леко нагряване.
- Биоразградимата система предлага мащабируемо, нискоенергийно решение за достъп до чиста вода, с потенциални приложения в домакинствата, селското стопанство и извънредни ситуации.
Според Доклада на Организацията на обединените нации (ООН) за световното развитие на водните ресурси през 2023 г. един на всеки четирима души по света няма достъп до чиста питейна вода. Това означава, че около два милиарда души не разполагат с безопасен източник на питейна вода. И както се посочва в доклада на ООН, този проблем се очаква да се влоши значително през следващите десетилетия поради изменението на климата и нарастването на населението.
Докато учените в световен мащаб проучват иновативни методи за подобряване на достъпа до вода, екип от изследователи от Тексаския университет в Остин е разработил революционно решение: извличане на вода от въздуха. За целта те използват остатъци от храна.
През февруари изследователите публикуваха ново проучване в рецензираното научно списание Advanced Materials, в което представят своя метод за извличане на вода от въздуха, известен като „атмосферно събиране на вода“.
Атмосферното събиране на вода, обясняват изследователите в публикуваните си резултати, „предлага обещаващ начин за намаляване на недостига на вода в световен мащаб, като подчертава необходимостта от екологично отговорни сорбционни материали“. (Според Агенцията за опазване на околната среда на САЩ (EPA) сорбентните материали „са неразтворими материали или смеси от материали, използвани за възстановяване на течности чрез механизма на абсорбция или адсорбция, или и двете.“)
Това ново изследване представя „универсална стратегия“, която превръща естествените полизахариди - известни също като сложни въглехидрати, които се срещат в растенията и животните - в ефективни хидрогелни сорбенти, които са полимери, способни да абсорбират вода.
За тази цел екипът създава „молекулярно функционализирани хидрогелове от биомаса“, направени от всякакви продукти - от хранителни остатъци до миди, които имат способността да абсорбират огромни количества вода спрямо теглото си.
Тук идва ред на чистия водоизточник: Според полевите тестове на изследователите, те извличат 3,75 галона чиста вода на килограм сорбент дневно, след като леко нагряват продукта, за да се освободи водата. В изследователския документ се уточнява, че те са успели да извлекат 95% от цялата уловена вода.
„С този пробив създадохме универсална стратегия за молекулярно инженерство, която позволява разнообразни природни материали да бъдат трансформирани във високоефективни сорбенти“, казва в изявление Гуихуа Ю, професор по материалознание и машинно инженерство в Тексаския институт по материалите в UT Austin. „Това открива изцяло нов начин на мислене за устойчивото събиране на вода, като бележи голяма стъпка към практическите системи за събиране на вода за домакинствата и малките общности.“
Екипът добавя, че това позволява и превръщането на практически всякаква биомаса в система, предназначена за събиране на вода от въздуха, превръщайки отпадъците в мощно решение за устойчивост. Както се уточнява в изявлението на UT Austin, за разлика от синтетичните сорбенти, този хидрогел изисква минимална енергия за освобождаване на вода - и е биоразградим.
Екипът споделя, че вече работи по начини за мащабно производство на продукта, включително самоподдържащи се напоителни системи и устройства за спешна доставка на питейна вода.
„В края на краищата достъпът до чиста вода трябва да бъде прост, устойчив и мащабируем“, казва Уейсин Гуан, старши докторант и водещ изследовател на проучването. „Този материал ни дава възможност да се възползваме от най-изобилните природни ресурси и да произвеждаме вода от въздуха - по всяко време и навсякъде.“
