Litre pitnej vody kdekoľvek na svete: Výskumníci predstavili materiál, ktorý by mohol priniesť čistú vodku kdekoľvek
Výskumníci dokážu vytvoriť zariadenie na zachytávanie a čistenie vody prakticky z akejkoľvek biomasy.
Výskumníci z University of Texas objavili nový systém, ako s pomocou odpadovej biomasy vytvoriť vodu, ktorú môžeme bez zdravotných problémov piť.
V práci predstavili molekulárne funkcionalizované biomasové hydrogély schopné pretvoriť celú škálu materiálov na materiály, ktoré absorbujú tekutiny. Kombinácia týchto materiálov s miernym teplom vedie k vytvoreniu čistej vody z atmosféry, dokonca aj v suchých podmienkach.
“S týmto prelomovým systémom sme vytvorili univerzálnu molekulárnu inžiniersku stratégiu, ktorá nám dovoľuje použiť široký rad prírodných materiálov a transformovať ich na produkty, ktoré dokážu zachytiť a vyčistiť vodu. Z atmosféry dokážeme získať niekoľko litrov čistej vody aj v suchých prostrediach,” vyjadril sa Guihua Yu, jeden z autorov štúdie.
Vedci dodávajú, že s úspechom ich systému menia spôsob, ako rozmýšľame o udržateľnosti vody. Nový systém by mohol priniesť praktické získavanie vody pre domácnosti a malé komunity. Počas testov v praktických podmienkach dokázali výskumníci denne získať 14,19 litrov čistej vody na kilogram materiálu. Väčšina používaných materiálov dokáže generovať od jedného po päť litrov vody denne.
#Biomass-based hydrogels can now extract #DrinkableWater from air using #NaturalMaterials like food scraps and seashells. This scalable, low-energy system offers a sustainable solution for water scarcity. @utaustin @advmater https://t.co/ztFWX6xxxP https://t.co/0INQbVIeh0
— Phys.org (@physorg_com) February 25, 2025
Nový spôsob získavania čistej vody
Materiály, ktoré dokážu pohlcovať vodu takýmto spôsobom sa nazývajú sorbenty. Bežne pri výrobe sorbentov platí postup výberu vhodných materiálov a ich kombinovanie. S novým molekulárnym prístupom dokážu výskumníci pretvoriť prakticky akúkoľvek biomasu na efektívny sorbent.
Neprehliadni
Existujúce syntetické sorbenty používajú petrochemikálie a všeobecne si vyžadujú veľa energie. V rámci štúdie vytvorili výskumníci hydrogél založený na biomase. Ide o škálovateľný a rozložiteľný materiál, ktorý si vyžaduje minimum energie na uvoľnenie vody. Tajomstvo nového hydrogélu leží v dvojstupňovom molekulárnom inžinierskom procese.
“Veríme, že na konci dňa by mal prístup k čistej vode ostať jednoduchý, udržateľný a škálovateľný. Tento materiál nám dáva možnosť získať vodu z najväčšieho prírodného zdroja, zo vzduchu. Vodu z neho dokážeme vytiahnuť kedykoľvek a kdekoľvek,” hovorí vedúci štúdie, Weixin Guan.
Nový výskum sa zakladá na niekoľkoročnej výskumnej práci. Vedci sa zameriavali na spôsoby, ako pomôcť ľuďom, ktorí nemajú prístup k čistej pitnej vode. Počas svojich výskumov vedci vyvinuli hydrogély generujúce vodu, ktoré boli prispôsobené tým najsuchším podmienkam. V nedávnej štúdii tieto hydrogély pretvoril tak, aby sa dali použiť aj v poľnohospodárstve.
Momentálne sa vedci venujú škálovaniu produkcie. Ich cieľom je vytvoriť praktické a funkčné zariadenie, ktoré by sa mohlo dostať na trh. Plánujú vytvoriť prenosné vodné “kombajny”, samoudržiavacie zavlažovacie systémy, či núdzové zariadenia, ktoré by dokázali poskytnúť pitnú vodu.
Najväčšou výzvou pre výskumníkov bolo vytvoriť zariadenie, ktoré sa dokáže efektívne škálovať a zachytáva si svoju praktickosť aj mimo laboratórnych podmienok. Nový hydrogél môžeme vyrobiť z dostupnej biomasy a vyžaduje si minimálne množstvo energie. Práve preto má potenciál prejsť aj do komerčnej škály. V budúcnosti by sme mohli vidieť toto zariadenie v odľahlých komunitách alebo v núdzových situáciách.
Dostupná pitná voda
Ešte v roku 2022 predstavili výskumníci z MIT iné zariadenie, ktoré by dokázalo premieňať slanú vodu na pitnú vodu. Hoci dnes existuje na trhu niekoľko desalinačných jednotiek, tie trpia niekoľkými nedostatkami. Takéto zariadenie si vyžaduje vysokotlakovú pumpu, ktorá by pretlačila slanú vodu cez špeciálne filtre. Je to komponent, ktorý bolo mimoriadne náročné miniaturizovať bez toho, aby sa neznížila jeho energetická efektivita. Vedcom z technologického inštitútu MIT sa však podarilo vytvoriť prenosné desalinačné zariadenie, ktoré neváži viac ako desať kilogramov.
Koncept má veľkosť rovnajúcu sa cestovnému kufru a vyžaduje si menej elektrickej energie, ako nabíjačka smartfónu. Zároveň môžete do zariadenia dodávať elektrinu pomocou prenosného solárneho panelu, ktorého cena sa pohybuje na internete okolo 50 amerických dolárov. Desalinačné zariadenie z MIT produkuje pitnú vodu presahujúcu štandardy Svetovej zdravotníckej organizácie. Viac o tomto zariadení nájdeš v našom článku.
