Недорогая гелевая пленка способна извлекать из воздуха более 13 литров питьевой воды в сутки - «Наука»

Нехватка воды является серьезной проблемой для большей части населения нашей планеты, но при наличии соответствующего оборудования питьевую воду можно добывать даже из воздуха. Исследователи из Техасского университета в Остине продемонстрировали недорогую гелевую пленку, которая позволяет извлекать большое количество влаги даже из очень сухого воздуха.

Гель состоит из двух недорогих и распространенных ингредиентов - целлюлозы, получаемой из клеточной ткани растений, и конжаковой камеди, широко используемой в качестве пищевой добавки. В результате взаимодействия этих двух компонентов образуется гелевая пленка, которая может поглощать воду из воздуха, а затем при необходимости высвобождать ее, не затрачивая при этом много энергии.

Технология работает следующим образом. Пористая структура камеди притягивает воду, конденсируя ее из окружающего воздуха. В свою очередь, целлюлоза при легком нагревании приобретает гидрофобные свойства, высвобождая захваченную влагу. 

По словам участников проекта, приготовить такой гель довольно просто. Основные ингредиенты смешиваются вместе и заливаются в форму, где они застывают в течение двух минут. После сублимационной сушки новый материал извлекается из формы и используется по назначению. Он может быть изготовлен практически любой необходимой формы, а его масштабирование достаточно не занимает много времени и не требует больших затрат.. 

В ходе испытаний гелевая пленка смогла извлечь из воздуха колоссальное количество воды. При относительной влажности в 30 процентов она производила около 13 литров (3,4 галлона) воды в день на килограмм геля, и даже при снижении влажности до 15 процентов (что является очень низким показателем даже для воздуха пустыни) она все равно могла обеспечить более 6 литров (1,6 галлона) в день на килограмм.

Это огромное улучшение по сравнению с другими устройствами для конденсации и сбора существующими на сегодняшний день. Самый высокий показатель ранее составлял 8,66 литров, но это было в воздухе с гораздо более высокой влажностью. Другие системы достигали 5,87 л  при влажности 30 процентов или даже 1,3 л.

По словам исследователей, эффективность нового гелиевого материала можно повысить еще больше, за счет создания более толстых пленок, абсорбирующих слоев и других конструкторских доработок. Пожалуй, самым важным является то, что материал очень дешев в производстве, его стоимость составляет всего 2 доллара США за килограмм. Это еще один важный фактор для расширения масштабов технологии и распространения ее в отдаленных районах и развивающихся странах, где она может быть востребована в первую очередь.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.