Ученые разработали новый метод добычи воды из воздуха
Эксперты предупреждают: более 2 миллиардов людей во всем мире сталкиваются с нехваткой чистой воды. В материале издания «РБК Тренды» описаны новые технологии, которые могут помочь решить этот кризис с использованием пищевых отходов и биомассы.
По данным Water.org, более трети населения планеты испытывает трудности с доступом к безопасной питьевой воде. Этот дефицит отражается на здоровье миллионов людей и серьезно ограничивает их жизненные возможности. В поисках решений ученые из Техасского университета в Остине разработали новый тип гидрогеля, который способен извлекать влагу из воздуха и превращать ее в питьевую воду. В его основу легли переработанные органические материалы: морские раковины, сгнившие ветки и даже пищевые отходы.
Специалисты предложили инновационный метод создания сорбентов — веществ, способных впитывать жидкость. Они разработали систему молекулярно функционализированных гидрогелей, которые можно получить из различных природных продуктов. При нагреве эти сорбенты начинают эффективно поглощать водяной пар, что позволяет извлекать значительные объемы воды даже в условиях низкой влажности.
Гидрогель представляет собой сеть полимерных цепей, способных удерживать большие объемы жидкости. В отличие от традиционных синтетических сорбентов, которые производятся из нефтехимического сырья и требуют значительных энергозатрат, новая разработка отличается экологичностью. Она биоразлагаема, доступна для масштабного производства и требует минимальных затрат энергии. Ключевым элементом технологии стал двухэтапный процесс молекулярной инженерии. Он придает полисахаридам, таким как крахмал и целлюлоза, гигроскопические свойства — способность активно поглощать влагу из окружающего воздуха.
В ходе испытаний разработанный материал продемонстрировал высокую эффективность: 1 кг сорбента позволял ежедневно получать около 14 литров чистой воды. Для сравнения, большинство существующих аналогов способны добывать лишь от 1 до 5 литров воды в сутки.
Ученые из Техасского университета уже не первый год работают над новыми методами получения и очистки воды. Одним из предыдущих проектов стала инъекционная система фильтрации: она собирает загрязненную воду и пропускает ее через гидрогелевый фильтр, удаляя мельчайшие частицы. Этот метод уже внедрен в сельском хозяйстве.
Исследователи подчеркивают, что технологии водоснабжения должны быть доступными и устойчивыми. Они считают, что их разработка открывает путь к новому подходу в обеспечении чистой водой небольших сообществ и домохозяйств.