Resturi alimentare aruncate, crengi rătăcite, scoici și multe alte materiale naturale sunt ingredientele-cheie ale unui nou sistem care poate extrage apă potabilă din aer, dezvoltat de cercetătorii de la Universitatea Texas din Austin, arată Science Daily.

De la resturi la înghițituri!

Acest nou sistem de „hidrogeluri din biomasă funcționalizate molecular” poate transforma o gamă largă de produse naturale în sorbenți, materiale care absorb lichidele. Prin combinarea acestor sorbenți cu căldură ușoară, cercetătorii pot recolta galoane de apă potabilă din atmosferă, chiar și în condiții de uscăciune, arată Science Daily.

„Cu această descoperire, am creat o strategie universală de inginerie moleculară care permite transformarea diverselor materiale naturale în sorbenți de înaltă eficiență”, a declarat Guihua Yu, profesor de știința materialelor și inginerie mecanică și Texas Materials Institute la UT Austin.

„Acest lucru deschide un mod complet nou de a ne gândi la colectarea durabilă a apei, marcând un pas mare către sistemele practice de colectare a apei pentru gospodării și la scara comunităților mici.”

În testele de teren, cercetătorii au generat zilnic 14,19 litri de apă curată pe kilogram de sorbent. Majoritatea sorbenților pot genera între 1 și 5 litri pe kilogram pe zi. Noua cercetare a fost publicată în Advanced Materials.

Potrivit cercetătorilor, acest sistem reprezintă un nou mod de proiectare a sorbenților. În locul abordării tradiționale „selectare și combinare”, care necesită alegerea unor materiale specifice pentru funcții specifice, această strategie moleculară generală face posibilă transformarea aproape a oricărei biomase într-un captator eficient de apă.

Biomasa de zi cu zi produce apă potabilă din aer

Spre deosebire de sorbenții sintetici existenți, care utilizează produse petrochimice și necesită, în general, un consum ridicat de energie, hidrogelul pe bază de biomasă al echipei UT Austin este biodegradabil, scalabil și necesită o energie minimă pentru eliberarea apei. Secretul constă într-un proces de inginerie moleculară în două etape care conferă proprietăți higroscopice și comportament termoresponsiv oricărei polizaharide pe bază de biomasă, cum ar fi celuloza, amidonul sau chitosanul.

„La sfârșitul zilei, accesul la apă curată ar trebui să fie simplu, durabil și scalabil”, a declarat Weixin Guan, doctorand senior și cercetător principal al studiului. „Acest material ne oferă o modalitate de a exploata cele mai abundente resurse ale naturii și de a produce apă din aer – oricând și oriunde.”

Cea mai recentă inovație face parte din încercarea de ani de zile a lui Yu de a dezvolta soluții pentru persoanele care nu au acces la apă potabilă curată. De-a lungul carierei sale, Yu a dezvoltat hidrogeluri generatoare de apă, adaptându-le pentru cele mai uscate condiții. Recent, a creat un sistem injectabil de filtrare a apei și a aplicat tehnologia hidrogelului său în agricultură.

În prezent, echipa de cercetare lucrează la extinderea producției și la proiectarea unor sisteme de dispozitive din lumea reală în vederea comercializării, inclusiv sisteme portabile de captare a apei, sisteme de irigare autonomă și dispozitive de urgență pentru apă potabilă. Încă de la început, cercetătorii s-au concentrat pe scalabilitate și pe capacitatea de a transpune această cercetare în soluții care pot ajuta oamenii din întreaga lume.

„Cea mai mare provocare în recoltarea durabilă a apei este dezvoltarea unei soluții care să se scaleze eficient și să rămână practică în afara laboratorului”, a declarat Yaxuan Zhao, cercetător absolvent în laboratorul lui Yu. „Deoarece acest hidrogel poate fi fabricat din biomasă disponibilă pe scară largă și funcționează cu un aport minim de energie, are un potențial puternic pentru producția la scară largă și implementarea în comunitățile fără rețea, eforturile de ajutor de urgență și sistemele descentralizate de apă.”