Aerożel o wadze kilograma potrafi dziennie przechwycić do 17 litrów wody z powietrza

Obecnie ponad dwa miliardy ludzi na świecie nie ma dostępu do czystej wody pitnej. Według szacunków ONZ, ta sytuacja w przyszłości będzie się pogarszać. Problem ten dostrzegają także naukowcy. Jednym z opracowanych przez nich rozwiązań jest aerożel. Substancja ta pobiera wodę z powietrza i nie potrzebuje do tego żadnego źródła zasilania.

W atmosferze ziemskiej znajduje się sporo wody. Według niektórych szacunków można by nią wypełnić prawie pół biliona basenów olimpijskich. Jednak woda obecna w atmosferze wydaje się pomijana, jako źródło wody pitnej. Może to się zmienić po publikacji, która ukazała się w piśmie „Science Advances”. Opisano w niej nowy aerożel, który zamienia powietrze w wodę.

Aerożele

By choć częściowo zaradzić problemom z dostępem do wody pitnej, naukowcy z National University of Singapore (NUS) stworzyli substancję, która pobiera wodę prosto z powietrza. Zespół kierowany przez profesora Ho Ghim Wei z NUS opracował do tego rodzaj aerożelu. Aerożele to materiały o bardzo małej gęstości, składające się, jak nazwa wskazuje, w głównej mierze z powietrza. Reszta składników tworzących strukturę aerożelu to materiał porowaty.

Aerożele należą do najlżejszych substancji stałych. Przez długi czas materiały te nie miały żadnego praktycznego zastosowania, dlatego częściowo zostały zapomniane. Obecnie coraz częściej sięgają po nie inżynierowie tworzący warstwy izolacyjne – chociażby w budownictwie czy skafandrach kosmicznych. Ich właściwości sprawiają, że są atrakcyjne dla całego, szybko rozwijającego się przemysłu kosmicznego.

Aerożel opracowany przez uczonych z Singapuru jest zdolny do wyłapywania w wilgotnym środowisku wody. Z jednego kilograma tego materiału można dziennie uzyskać nawet 17 litrów. Pod mikroskopem może przypominać nieco gąbkę, ale nie trzeba go ściskać, żeby wypuścił wodę, którą pochłania. Nie potrzebuje też baterii do funkcjonowania.

Wydobywanie wody z powietrza

Opracowany na NUS aerożel w sposób autonomiczny zbiera cząsteczki wody z powietrza, skrapla je w ciecz i uwalnia wodę. Zbudowany jest z długich, przypominających węże cząsteczek, znanych jako polimery. Specjalnie opracowany polimer o wyrafinowanej strukturze chemicznej przyciąga cząsteczki wody.

W słoneczny dzień inteligentna konstrukcja może dodatkowo zwiększyć uwalnianie wody. Aerożel jest w tym bardzo dobry. 95 procent pary wodnej, która trafia do konstrukcji, wydostaje się w postaci wody.

Inni naukowcy już wcześniej wymyślili sposoby wydobywania wody z powietrza, ale ich projekty musiały być zasilane światłem słonecznym lub elektrycznością i miały ruchome części, które trzeba było otwierać i zamykać. Opracowany aerożel działa samodzielnie, nie ma ruchomych części i nie potrzebuje żadnego źródła energii.

Działanie potwierdzone w doświadczeniach

W eksperymentach laboratoryjnych aerożel nieustannie uwalniał wodę przez wiele miesięcy. Naukowcy sprawdzili też jakość uzyskanej w ten sposób wody. Badania pokazały, że spełnia ona standardy Światowej Organizacji Zdrowia dotyczące wody pitnej.

Naukowcy z NUS obecnie poszukują partnerów biznesowych, dzięki którym można byłoby skomercjalizować wynalazek, Mógłby się nadać zarówno do użytku domowego, jak i przemysłowego.

– Biorąc pod uwagę, że woda atmosferyczna jest stale uzupełniana przez globalny cykl hydrologiczny, nasz wynalazek oferuje obiecujące rozwiązanie pozwalające na osiągnięcie zrównoważonej produkcji słodkiej wody w różnych warunkach klimatycznych przy minimalnych kosztach energetycznych – powiedział profesor Ho.

^{Źródło: National University of Singapore}