Da die Welt immer heißer wird, ist frisches und sauberes Wasser ein Muss immer heißer werdende Ware. Landwirtschaftliche Nachfrage, Klimawandel, Umweltverschmutzung und andere Faktoren konvergieren, um Wasserknappheit in der Gegenwart zu einem Problem zu machen, und das ist wahrscheinlich schlechter werden in der Zukunft.

Also, wie gehen wir damit um? Eine Gruppe von Wissenschaftlern hat einen Vorschlag: Wasser aus der Luft ziehen.

Forscher haben ein superabsorbierendes Gel aus erschwinglichen Materialien entwickelt, das Feuchtigkeit aus Luft mit geringer Luftfeuchtigkeit saugen kann. Beim Erhitzen gibt das Gel diese Feuchtigkeit als frisches Wasser ab. Ein Kilogramm Gel kann laut a. theoretisch fast 6 Liter Wasser bei 15 % relativer Luftfeuchtigkeit und mehr als 13 Liter Wasser bei 30 % Luftfeuchtigkeit erzeugen lernen veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Communications. Als Referenz reicht die Mojave-Wüste im Südwesten im Allgemeinen zwischen 10 % und 30 % Feuchtigkeit.

„Bei dieser neuen Arbeit geht es um praktische Lösungen, mit denen Menschen an den heißesten und trockensten Orten der Erde Wasser bekommen können“, sagte er Guihua Yueiner der Forscher, in a Pressemitteilung. Yu ist Materialingenieur an der University of Texas in Austin. „Dies könnte Millionen von Menschen ohne ständigen Zugang zu Trinkwasser ermöglichen, einfache, wassererzeugende Geräte zu Hause zu haben, die sie leicht bedienen können“, fügte er in der Erklärung hinzu.

Die Forscher stellten das Gel aus einem Derivat der Verbindung Zellulose (die in allen Pflanzenzellen vorkommt), einer spezifischen Faser, die aus einer essbaren Knolle, bekannt als Konjac, extrahiert wird, und absorbierendem Lithiumchloridsalz her. Die flüssigen Materialien wurden gemischt, in eine Form gegossen, 2 Minuten stehen gelassen und dann zu einer dünnen Folie gefriergetrocknet. Alle Materialien, die zur Herstellung von 1 Kilogramm des getrockneten Gels benötigt werden, würden demnach weniger als 2 US-Dollar kosten lernen.

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„Die Synthese dieses Gels ist sehr einfach“, Youhong Guoein Chemieingenieur am MIT und Co-Autor der Studie, sagte Gizmodo. „Das heißt, jeder kann es schaffen [easily],“ Sie hat hinzugefügt.

Nach dem Aushärten und Trocknen wurden die dünnen Gelblätter in etwa 20 Minuten mit Feuchtigkeit gesättigt. Um dieses Wasser als eigentliche, trinkbare Flüssigkeit zu extrahieren, erhitzten die Forscher das Gel dann in einer geschlossenen Kammer und sammelte das Kondenswasser. Sie fanden heraus, dass etwa 70 % des eingefangenen Wassers innerhalb von 10 Minuten nach dem Erhitzen t freigesetzt wurdenEr geliert bei 140 Grad Fahrenheit.

Die Mannschaft testeten die Wasserabsorption und -abgabe des Gels bei verschiedenen Verhältnissen der Inhaltsstoffe und bei verschiedenen Feuchtigkeiten. Sie verglichen auch die Wasserabsorptions- und Wasserabgabekapazität des Gels mit anderen absorbierenden Materialien.

Es gibt viele andere Dinge da draußen, die Wasser aus der Luft ziehen. Zum Beispiel sind Sie wahrscheinlich diesen Silica-Päckchen in Snacktüten und Elektronikboxen begegnet. Wenn Sie an einem feuchten Ort gelebt haben, Sie wissen, dass normales Speisesalz Wasser ziemlich gut aufnimmt, zu. Verdammt, Pommes Frites verlieren mit der Zeit ihre Knusprigkeit aufgrund der atmosphärischen Wasseraufnahme. Aber dieses neue Material unterscheidet sich in einigen wichtigen Punkten.

Zum einen nimmt es Wasser sehr effizient auf und gibt es relativ leicht wieder ab. Dieselben Kieselsäurepakete müssen erhitzt werden 180 Grad Fahrenheit, bevor sie Wasser freisetzen, und andere Trockenmittel benötigen sogar noch höhere Temperaturen. Es ist auch ungiftig und fügt dem gesammelten Wasser keine schädlichen Chemikalien hinzu. Schließlich scheint sich das Gel im Gegensatz zu einigen anderen Materialien bei wiederholter Verwendung nicht zu zersetzen, berichteten die Wissenschaftler.

Doch so raffiniert das Gel auch ist (und so nützlich es in Zukunft sein könnte), wir sind weit entfernt von einer Welt, in der das Material die Wasserkrise auf magische Weise löst.

Die Forscher führten ihre Tests mit nur Milligramm Gel und Wasser durch und extrapolierten diese Ergebnisse dann auf Kilogramm, was möglicherweise keine direkte Übersetzung in die Realität ist. Es ist möglich, dass sich die Wasseraufnahme- und Wasserabgabekapazität ändert, wenn das Gel in größeren Mengen verwendet wird, erklärt Ruzhu Wang in einer E-Mail an Gizmodo. Wang ist ein Ingenieur an der Shanghai Jiao Tong University in China, der an gearbeitet hat ähnliche Wassergewinnung Technologien zuvor und war nicht an der neuen Forschung beteiligt.

Außerdem arbeiteten die Wissenschaftler mit sehr dünnen Filmen (ca0,01 cm dick) Gel im Labor. Dünne Platten eignen sich besser für die Oberflächenbelichtung und absorbieren schnell Wasser und schnell aufheizen, um Wasser freizusetzen. „Aber wenn diese Wassergewinnungstechnologie in großem Umfang eingesetzt werden soll, erhöht die Verwendung eines so dünnen Materials das Gesamtvolumen des Geräts erheblich, wodurch es weniger kompakt und tragbar wird“, sagte Wang. Die Forscher schlagen vor, dass ihr Gel in größeren Blöcken verwendet werden könnte. Doch bisher haben sie das noch nicht getestett-Design.

Trotzdem glaubt Wang, dass das neue Ergebnis „ermutigend“ ist. Er betonte, dass das untersuchte Gelmaterial wegen seines geringen Energieaufwands für die Herstellung und Verwendung bemerkenswert ist. Es ist „bedeutend, die Wassergewinnung auf nachhaltige und kohlenstoffarme Weise zu erreichen, sowohl im Hinblick auf die Materialsynthese als auch auf den Energiebedarf.“

Und schließlich sagte Wang, die neue Studie habe „eine fast unmögliche Süßwassererzeugung gebracht [in] das ultratrockene Klima näher an der Realität.“ Bitte schön: Wissenschaft, die das Unmögliche möglich macht mehr möglich.