Gel de baixo custo coleta água potável do ar seco do deserto

Sand Desert

Pesquisadores desenvolveram uma membrana de gel de baixo custo que pode extrair água do ar mesmo em climas secos, como o deserto.

mais do que Um terço da população mundial vive em terras secas, áreas que sofrem com uma escassez significativa de água. Engenheiros e cientistas da Universidade do Texas em Austin desenvolveram uma solução única que pode ajudar as pessoas nessas áreas a acessar água potável.

Pesquisadores desenvolveram uma membrana de gel de baixo custo composta de materiais abundantes que podem extrair água do ar mesmo nos climas mais secos. Substâncias que facilitam essa reação custam apenas US$ 2 por quilo, e um quilo pode produzir mais de 6 litros (~1,6 galões) de água por dia em áreas com umidade relativa inferior a 15% e 13 litros (~3,4 galões) em áreas com umidade relativa umidade de até 30%.

saco de filme de captura de água

Um exemplo de uma forma diferente que o filme de captura de água pode assumir. Crédito: The University of Texas at Austin/The Cockrell School of Engineering

A pesquisa se baseia nas conquistas anteriores da equipe de pesquisa, incluindo a capacidade de retirada de água da atmosfera e aplicação dessa tecnologia para Crie um solo auto-irrigável. No entanto, essas tecnologias são projetadas para ambientes de umidade relativamente alta.

“Este novo trabalho é sobre soluções práticas que as pessoas podem usar para obter água nos lugares mais quentes e secos da Terra”, disse Guihua Yu, professor de ciência dos materiais e engenharia mecânica da Escola de Engenharia Cockrell, Departamento de Engenharia Mecânica da Cockrell. Escola de engenharia. “Isso pode permitir que milhões de pessoas que não têm acesso contínuo à água potável tenham dispositivos domésticos simples de geração de água que possam operar facilmente”.

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O novo artigo foi publicado no Journal em 19 de maio de 2022 Comunicações da Natureza.

Formas de filme de captura de água

O filme de captura de água pode ser facilmente moldado em muitas formas diferentes. Crédito: The University of Texas at Austin/The Cockrell School of Engineering

Os pesquisadores usaram celulose renovável e um ingrediente comum de cozinha, goma konjac, como a principal estrutura hidrofílica (que é atraída pela água). A estrutura de goma de poros abertos acelera o processo de captura de umidade. Outro componente de engenharia, a celulose responsiva ao calor com uma reação hidrofóbica (resistente à água) quando aquecida, ajuda a liberar a água acumulada instantaneamente para que o consumo total de energia para a produção de água seja minimizado.

Outras tentativas de extrair água do ar do deserto geralmente consomem muita energia e não produzem muito. E embora 6 litros não pareça muito, os pesquisadores dizem que produzir filmes mais espessos, leitos absorventes ou matrizes com otimização pode aumentar drasticamente a quantidade de água que eles produzem.

Processo de criação de filme de captura de água

O processo de fazer filme de captura de água de seus componentes. Crédito: The University of Texas at Austin/The Cockrell School of Engineering

A reação em si é simples, disseram os pesquisadores, reduzindo os desafios de ampliá-la e alcançar o uso universal.

“Não é algo que você precise de um diploma avançado para usar”, disse Yuhong “Nancy” Gu, principal autor do artigo e ex-aluno de doutorado no laboratório de Yu e agora pesquisador de pós-doutorado no MIT. “Está claro que qualquer um pode fazer em casa se tiver os materiais.”

O filme é flexível e pode ser moldado em diversos formatos e tamanhos, dependendo da necessidade do usuário. Fazer o filme requer apenas o gel, que inclui todos os componentes relevantes que são despejados em um molde.

Um dispositivo para capturar água do ar

Um protótipo de dispositivo para capturar água do ar usando o novo filme. Crédito: The University of Texas at Austin/The Cockrell School of Engineering

“O gel leva apenas dois minutos para endurecer. Weixin Guan, estudante de doutorado da equipe de Yu e principal pesquisador do trabalho, disse:

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Referência: “Películas de polímero de ultra-umidade escaláveis ​​para colheita de umidade sustentável em ambientes áridos” por Youhong Guo, Weixin Guan, Chuxin Lei, Hengyi Lu, Wen Shi, Guihua Yu, 19 de maio de 2022, Comunicações da Natureza.
DOI: 10.1038/s41467-022-30505-2

A pesquisa foi financiada pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa do Departamento de Defesa dos EUA ([{” attribute=””>داربا) ، ومياه الشرب للجنود في المناخات القاحلة جزء كبير من المشروع. ومع ذلك ، فإن الباحثين يتصورون هذا أيضًا على أنه شيء يمكن للناس شراؤه يومًا ما من متجر لاجهزة الكمبيوتر واستخدامه في منازلهم بسبب بساطته.

أخرج يو المشروع. شارك كل من Guo و Guan في قيادة الجهود التجريبية حول التوليف وتوصيف العينات وعرض الجهاز. أعضاء الفريق الآخرون هم Chuxin Lei و Hengyi Lu و Wen Shi.

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