Un prototipo di dispositivo per catturare l'acqua dall'aria utilizzando la nuova pellicola. Credito:Università del Texas ad Austin
Più di un terzo della popolazione mondiale vive nelle zone aride, aree che presentano una significativa carenza d'acqua. Scienziati e ingegneri dell'Università del Texas ad Austin hanno sviluppato una soluzione che potrebbe aiutare le persone in queste aree ad accedere all'acqua potabile pulita.
Il team ha sviluppato una pellicola in gel a basso costo fatta di materiali abbondanti in grado di estrarre l'acqua dall'aria anche nei climi più secchi. I materiali che facilitano questa reazione costano solo $ 2 per chilogrammo e un singolo chilogrammo può produrre più di 6 litri di acqua al giorno in aree con umidità relativa inferiore al 15% e 13 litri in aree con umidità relativa fino al 30%.
La ricerca si basa sulle precedenti scoperte del team, inclusa la capacità di estrarre l'acqua dall'atmosfera e l'applicazione di tale tecnologia per creare un terreno autoirrigante. Tuttavia, queste tecnologie sono state progettate per ambienti con umidità relativamente elevata.
"Questo nuovo lavoro riguarda soluzioni pratiche che le persone possono utilizzare per ottenere l'acqua nei luoghi più caldi e aridi della Terra", ha affermato Guihua Yu, professore di scienza dei materiali e ingegneria meccanica presso il Dipartimento Walker di Ingegneria Meccanica della Cockrell School of Engineering. "Ciò potrebbe consentire a milioni di persone senza un accesso costante all'acqua potabile di avere a casa dispositivi per la generazione d'acqua semplici che possono facilmente azionare."
Il film che cattura l'acqua può essere facilmente modellato in molte forme diverse. Credito:Università del Texas ad Austin
Il nuovo documento appare in Nature Communications .
I ricercatori hanno utilizzato cellulosa rinnovabile e un ingrediente comune in cucina, la gomma di konjac, come principale scheletro idrofilo (attratto dall'acqua). La struttura a pori aperti della gomma accelera il processo di cattura dell'umidità. Un altro componente progettato, la cellulosa termoreattiva con interazione idrofobica (resistente all'acqua) quando riscaldata, aiuta a rilasciare immediatamente l'acqua raccolta in modo da ridurre al minimo l'apporto energetico complessivo per produrre acqua.
Altri tentativi di estrarre l'acqua dall'aria del deserto sono in genere ad alta intensità energetica e non producono molto. E sebbene 6 litri non suonino molto, i ricercatori affermano che la creazione di film più spessi o letti o array assorbenti con l'ottimizzazione potrebbe aumentare drasticamente la quantità di acqua che producono.
La reazione in sé è semplice, hanno affermato i ricercatori, il che riduce le sfide legate all'aumento e al raggiungimento di un utilizzo di massa.
Il processo di creazione del film che cattura l'acqua dai suoi ingredienti. Credito:Università del Texas ad Austin
"Questo non è qualcosa che ti serve un diploma avanzato per usarlo", ha detto Youhong "Nancy" Guo, l'autore principale del documento ed ex studente di dottorato nel laboratorio di Yu, ora ricercatore post-dottorato presso il Massachusetts Institute of Technology. "È abbastanza semplice che chiunque può farlo a casa se ha i materiali."
Il film è flessibile e può essere modellato in una varietà di forme e dimensioni, a seconda delle esigenze dell'utente. La realizzazione del film richiede solo il precursore del gel, che include tutti gli ingredienti rilevanti versati in uno stampo.
"Il gel impiega 2 minuti per fissarsi semplicemente. Quindi, deve solo essere liofilizzato e può essere staccato dallo stampo e utilizzato subito dopo", ha affermato Weixin Guan, studente di dottorato del team di Yu e ricercatore capo del lavoro. I ricercatori immaginano questo come qualcosa che le persone potrebbero un giorno acquistare in un negozio di ferramenta e utilizzare nelle loro case grazie alla semplicità. + Esplora ulteriormente
