Ρεκόρ άντλησης πόσιμου νερού από τον αέρα

H έλλειψη πόσιμου νερού αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι άνθρωποι του αναπτυσσόμενου κόσμου, και, σε αυτό το πλαίσιο, επιστήμονες στο Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (APL) στο Λόρελ του Μέριλαντ, ανακάλυψαν εξαιρετικά απορροφητικά υλικά που είναι σε θέση να αντλούν πόσιμο νερό από τον αέρα- εν δυνάμει ανοίγοντας τον δρόμο για τεχνολογίες που θα παρέχουν πόσιμο νερό στις πιο άνυδρες περιοχές του πλανήτη.

Οι επιστήμονες- μια ομάδα του Research and Exploratory Development Department υπό τους Ζιγιόνγκ Σιά, Μάθιου Λόγκαν και Σπένσερ Λάνγκεβιν, περιγράφουν την ανακάλυψή τους στο Scientific Reports.

ED WHITMAN

Η έρευνά τους αξιοποιεί τις δυνατότητες που παρέχουν τα MOF (metal-organic frameworks), υλικό επόμενης γενιάς που έχει τις μεγαλύτερες γνωστές εκτάσεις επιφάνειας ανά γραμμάριο- ένα και μόνο γραμμάριο MOF μπορεί να απορροφήσει υλικό που αντιστοιχεί σε ένα γήπεδο ποδοσφαίρου, εάν το υλικό αυτό ήταν απλωμένο σε μονό στρώμα στο γήπεδο. Οι συγκεκριμένοι κρύσταλλοι- «σφουγγάρια» μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη συλλογή, αποθήκευση και απελευθέρωση χημικών ενώσεων- όπως το νερό – και η μεγάλη επιφάνεια παρέχει περισσότερο χώρο για χημικές αντιδράσεις και απορρόφηση μορίων.

JHU APPLIED PHYSICS LABORATORY Extracting Water from Thin Air

Τα MOF έχουν φανεί πολλά υποσχόμενα για συλλογή νερού, αλλά δεν έχουν γίνει πολλές έρευνες για να διαπιστωθεί ποιες είναι οι καλύτερες ιδιότητες για ταχεία και αποτελεσματική παραγωγή νερού. «Τα αρχικά πειράματα έχουν αποδείξει πως αυτό το concept μπορεί να λειτουργεί» είπε ο Σιά. «Αλλά το πρόβλημα είναι η χωρητικότητα. Άλλες ερευνητικές ομάδες ήταν σε θέση να παράγουν μέχρι και περίπου 1,3 λίτρα νερού την ημέρα ανά κιλό απορροφητικού, υπό άνυδρες συνθήκες- αρκετό μόλις για ένα άτομο. Για τη δημιουργία μιας πραγματικά καλής συσκευής συλλογής νερού απαιτείται καλύτερη κατανόηση της σχέσης των ιδιοτήτων δομής που διέπουν την απορρόφηση και την παροχή».

Ο Σιά και η ομάδα του μελέτησαν μια σειρά από MOF και διερεύνησαν τις πιθανές επιπτώσεις της θερμοκρασίας, της υγρασίας και άλλων παραγόντων, για να διαπιστωθεί πώς επιτυγχάνονταν οι βέλτιστες δυνατές παράμετροι. «Βρήκαμε ένα MOF που μπορούσε να παράγει 8,66 λίτρα την ημέρα ανά κιλό MOF, υπό ιδανικές συνθήκες- ένα ασυνήθιστο εύρημα» είπε ο Σιά. «Αυτό θα μας βοηθήσει να εμβαθύνουμε την κατανόησή μας ως προς αυτά τα υλικά και να καθοδηγήσουμε την ανακάλυψη μεθόδων συλλογής νερού νέας γενιάς».