Secondo le Nazioni Unite, 30, 000 persone muoiono ogni settimana per il consumo e l'uso di acqua non igienica. Sebbene la stragrande maggioranza di questi decessi si verifichi nei paesi in via di sviluppo, gli Stati Uniti non sono estranei a carenze idriche impreviste, soprattutto dopo gli uragani, tempeste tropicali e altri disastri naturali che possono interrompere le forniture senza preavviso.
Guidato da Guihua Yu, professore associato di scienza dei materiali e ingegneria meccanica presso l'Università del Texas ad Austin, un team di ricerca della Cockrell School of Engineering di UT Austin ha sviluppato una tecnologia compatta e conveniente utilizzando materiali ibridi gel-polimero combinati. Possedendo sia qualità idrofile (attrazione per l'acqua) che proprietà semiconduttive (adsorbimento solare), questi "idrogeli" (reti di catene polimeriche note per la loro elevata capacità di assorbimento dell'acqua) consentono la produzione di acqua potabile sicura da qualsiasi fonte, che provenga dagli oceani o da forniture contaminate.
I risultati sono stati pubblicati nell'ultimo numero della rivista Nanotecnologia della natura .
"Abbiamo essenzialmente riscritto l'intero approccio all'evaporazione solare convenzionale dell'acqua, " Yu ha detto. I ricercatori del Texas Engineering hanno sviluppato un nuovo generatore di vapore solare a base di idrogel che utilizza l'energia solare ambientale per alimentare l'evaporazione dell'acqua per un'efficace desalinizzazione. Le attuali tecnologie di cottura a vapore solare utilizzate per trattare l'acqua salata comportano un processo molto costoso che si basa su strumenti per concentrare la luce solare. Il team di UT Austin ha sviluppato gel nanostrutturati che richiedono molta meno energia, necessitano solo dei livelli naturali di luce solare ambientale per funzionare, essendo anche in grado di aumentare significativamente il volume di acqua che può essere evaporato.
"La desalinizzazione dell'acqua tramite distillazione è un metodo comune per la produzione di massa di acqua dolce. Tuttavia, le attuali tecnologie di distillazione, come il flash multistadio e la distillazione multieffetto, richiedono infrastrutture significative e sono piuttosto energivori, " ha detto Fei Zhao, un ricercatore post-dottorato che lavora sotto la supervisione di Yu. "Energia solare, come la fonte di calore più sostenibile per alimentare potenzialmente la distillazione, è ampiamente considerata un'ottima alternativa alla desalinizzazione dell'acqua."
Gli idrogel consentono di generare vapore acqueo sotto la luce diretta del sole e quindi pompato in un condensatore per l'erogazione di acqua dolce. Le proprietà desalinizzanti di questi idrogel sono state persino testate su campioni di acqua del Mar Morto ricco di sale e sono state superate a pieni voti. Utilizzando campioni di acqua da uno dei corpi idrici più salati della Terra, Gli ingegneri di UT sono stati in grado di ridurre significativamente la salinità dei campioni del Mar Morto dopo averli sottoposti al processo di idrogel. Infatti, hanno raggiunto livelli che soddisfano gli standard accettati per l'acqua potabile come indicato dall'Organizzazione mondiale della sanità e dall'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti.
"I nostri test all'aperto hanno mostrato una produzione giornaliera di acqua distillata fino a 25 litri per metro quadrato, abbastanza per le necessità domestiche e persino per le aree disastrate, " disse Yu. "Meglio ancora, gli idrogel possono essere facilmente adattati per sostituire i componenti principali nella maggior parte dei sistemi di desalinizzazione solari esistenti, eliminando così la necessità di una revisione completa dei sistemi di desalinizzazione già in uso."
Poiché il sale è una delle sostanze più difficili da separare dall'acqua, i ricercatori hanno anche dimostrato con successo la capacità degli idrogel di filtrare una serie di altri contaminanti comuni presenti nell'acqua che sono considerati non sicuri per il consumo.
Yu crede che la tecnologia possa essere commercializzata e sta preparando il suo team di ricerca in previsione delle richieste dell'industria per condurre test di scalabilità.
Il potenziale impatto di questa tecnologia potrebbe essere di vasta portata, come la domanda globale di prodotti freschi, l'acqua pulita supera le risorse naturali esistenti.
È stata depositata una domanda di brevetto, e Yu ha collaborato con l'Ufficio per la commercializzazione della tecnologia dell'università per assistere con la licenza e la commercializzazione di questa nuova classe di idrogel.
