Недорогий полімерний матеріал може допомогти вирішити проблему з нестачею питної води в посушливих регіонах.
Як ми знаємо, на Марсі є певні проблеми з рідкою водою: поки що вдалося виявити лише періодично виникаючі невеликі соляні струмочки. Тому навіть якби якісь живі організми змогли зберегтися там до наших днів, жити їм довелося б досить непросто. На жаль, не дивлячись на те, що на Землі води набагато більше, ніж на Марсі, мільйони людей зараз відчувають труднощі з доступом до цієї самої води. Рік від року ситуація краще не стає: людей на планеті все більше, а чистої, придатної для пиття води - все менше. Тому до проблеми розробки доступних способів отримання прісної води прикута увага багатьох дослідників.
Один із способів добути воду там, де її немає, - отримати її з повітря, тому що в повітрі завжди є деяка кількість водяних парів. Для цього можна, наприклад, збирати крапельки туману, правда не завжди і не скрізь ці тумани утворюються. Якщо ж є можливість використовувати електрику у великих обсягах і за низькою вартістю, то можна отримувати воду за рахунок її конденсації на охолоджуваній поверхні. Краплі води, що випливають влітку з кожного кондиціонера - наочна ілюстрація цього способу. Але крім «фізичних» методів добування води, є ще й «хімічний». Наприклад, можна спочатку поглинути воду з повітря якимось сорбентом, а потім змусити цей сорбент воду віддати, але вже не в повітря, а в потрібну ємність.
Однак і у цього методу є свої недоліки. По-перше, для отримання питної води, сорбент повинен бути нешкідливим, щоб потім не довелося зайвий раз піддавати воду очищенню. По-друге, як правило, існує закономірність, що чим краще сорбент поглинає атмосферну вологу, тих гірше він її потім віддає назад. Його доводиться гріти до високих температур або піддавати іншим маніпуляціям - а це все зайві витрати дефіцитних ресурсів і ускладнення конструкції. Тому найкращим варіантом був би такий пристрій, який для своєї роботи не вимагатиме нічого крім сонячного світла і води. При всьому при цьому коштувати такий апарат повинен зовсім небагато, щоб не перетворитися на дорогу лабораторну іграшку.
Дослідники з Науково-технологічного університету імені короля Абдалли (KAUST) розробили полімерний матеріал, який має необхідні властивості, щоб давати воду за межами стін лабораторій. Для цього вони взяли доступну і нешкідливу речовину - хлорид кальцію, відому своєю високою гігроскопічністю. Здатність цієї сполуки поглинати воду настільки висока, що спочатку суха речовина може сама себе розчинити за рахунок набраної з повітря води. Щоб хлорид кальцію нікуди не витік, його помістили всередину спеціально створеного гідрогелю на основі поліакриламіду. Такий гідрогель може ефективно поглинати воду, зберігаючи при цьому свою геометричну форму. Щоб отримана речовина могла без особливих зусиль віддати зібрану воду, в її структуру додали вуглецеві нанотрубки, що покращують нагрів гелю під дією сонячного світла. Щоб змусити працювати створений гідрогель, дослідники зібрали простий пристрій, в буквальному сенсі з харчового контейнера і шматочків фольги. За допомогою цього нехитрого апарату, в який помістили 35 грамів сухого гідрогелю, за неповну добу вдалося зібрати 37 грамів чистої води. Собівартість пристрою, здатного виробляти 3 літри питної води на день, за розрахунками може бути навіть менше $3.
За матеріалами Environmental Science & Technology.