Naukowcy z Henan Normal University na łamach pisma „Green Chemical Engineering” wyjaśniają, że pozyskiwanie wody z atmosfery jest badane jako zrównoważone rozwiązanie narastającego globalnego kryzysu wodnego. Dotyczy to szczególnie rejonów suchych, np. pustyń, gdzie obecne technologie często tracą skuteczność.

Opracowany materiał na bazie magnezu – Mg-galusan – wychwytywał 170 mg wody na gram materiału już przy wilgotności względnej wynoszącej zaledwie 0,2 proc. To jedna z najwyższych zdolności pochłaniania wody odnotowanych dla materiałów porowatych w tak skrajnie niskiej wilgotności. Materiał nie tylko doskonale wchłania wodę, ale jest również bardzo stabilny.

W czasie eksperymentów po 28 dniach zanurzenia w wodzie utrzymywał swoją strukturę, a po 20 cyklach adsorpcji i desorpcji nadal wykazywał wysoką wydajność.

Ponadto wykazywał wysoką selektywność wobec cząsteczek wody w porównaniu z azotem, dzięki czemu właśnie nadaje się do pozyskiwania wody bezpośrednio z powietrza.

Badacze wyjaśniają, że właściwości materiału wynikają z oddziaływań wiązań wodorowych między cząsteczkami wody i grupami zawierającymi tlen wewnątrz struktury sieci, a także z efektu wypełniania mikroskopijnych porowatych kanałów obecnych w strukturze.

Nowy materiał udało się już wytworzyć w skali gramowej, z wykorzystaniem niedrogich surowców i standardowych metod laboratoryjnych. Zdaniem naukowców wskazuje to na jego potencjał do wytwarzania na dużą skalę.

Według nich, oprócz pozyskiwania wody, będzie mógł mieć także inne ważne zastosowania, np. osuszanie przy produkcji półprzewodników, ochronę elektroniki, odwadnianie gazu ziemnego, a nawet w kosmiczne systemy odzyskiwania wody.

– Niedobór wody jest jednym z najpoważniejszych wyzwań, jeśli chodzi o przetrwanie ludzkości w nadchodzących dekadach. Mg-galusan jest szczególnie interesujący, ponieważ działa dokładnie tam, gdzie inne materiały przestają sobie radzić – przy wilgotności bliskiej granicy wykrywalności – mówi współautor publikacji Jianji Wang z Henan Normal University.

– Nie poprawiamy istniejących wyników tylko o niewielki margines. Przy wilgotności względnej wynoszącej 0,2 proc. materiał ten działa w warunkach, które wcześniej były zasadniczo niedostępne. A ponieważ możemy syntetyzować go w ilościach gramowych z niedrogich, komercyjnie dostępnych materiałów wyjściowych, istnieje realna droga od laboratorium do praktycznego zastosowania – podsumowuje.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/