A sóval töltött hidrogél még sivatagi körülmények között is vizet vonz a levegőből.
Kutatók olyan szuperabszorbens hidrogélt hoztak létre, amely még sivatagi körülmények között is képes nagyobb mennyiségben nedvességet vonni a levegőből, mint a korábban ismertetett anyagok. Az új anyag megnyitja az utat egy hatékony, fenntartható módszer megalkotásához, amellyel a vízhiány fontos problémáját lehet kezelni.
A víz kulcsfontosságú az emberi túlélés, az energia, az élelmiszertermelés és az egészséges ökoszisztémák szempontjából. Ugyanakkor az éghajlatváltozás a változó környezeti feltételek miatt tovább növelte a globális víz- és energiaellátás fenntartásának terheit. Az Unicef szerint a világ lakosságának közel kétharmada évente legalább egy hónapig súlyos vízhiányt tapasztal.
Miután elolvastak más tanulmányokat, amelyekben hidrogélek és só keverékét használták, a kutatók a lítium-kloridot választották, amely erősen higroszkópos. Képes a tömegének több mint tízszeresét nedvességben elnyelni. Olyan anyagra volt szükség, amely képes megtartani a vizet, amelyet a só a levegőből gyűjtött össze. Itt jön a képbe a hidrogél.
„Ez a két világ legjobbja” – mondta Gustav Graeber, a tanulmány vezető szerzője. „A hidrogél sok vizet képes tárolni, a só pedig sok gőzt képes megkötni. Így intuitív, hogy a kettőt kombinálni akarjuk”.
A kutatók úgy kísérleteztek, hogy hidrogélkorongokat cseppentettek különböző koncentrációjú lítium-klorid sót tartalmazó oldatokba. Minden nap megmérték őket, hogy lássák, mennyi só került a hidrogélbe. A 30 napos áztatás után a kutatók megállapították, hogy a hidrogél 0,8 oz (24 g) sót vett fel grammonként. Korábbi kutatások 0,2 oz (6 g) sófelvételt értek el, de a hidrogélt nem hagyták ilyen sokáig a sóoldatban.
A sóval töltött hidrogélt különböző páratartalmi körülmények között vizsgálták. A kutatók megállapították, hogy a hidrogél különböző – 30%, 50% és 70%-os – páratartalom mellett a nedvességet szivárgás nélkül szívta fel. A kutatók szerint a hidrogélek még 30%-os relatív páratartalom mellett is – ami alacsonyabb, mint a sivatagban éjszaka uralkodó páratartalom – 0,06 oz (1,79 g) vizet fogott fel grammonként, ami 15%-kal több, mint a korábban tesztelt hidrogéleké. A vizet fel lehetett melegíteni és kondenzációi után ultratiszta vízként lehetett összegyűjteni.
„A sivatagokban ilyen alacsony az éjszakai relatív páratartalom, így elképzelhető, hogy ez az anyag vizet termelhet a sivatagban” – mondta Carlos Díaz-Marín, a tanulmány egyik társszerzője.
„A váratlan meglepetés az volt, hogy egy ilyen egyszerű megközelítéssel az eddigi legmagasabb gőzfelvételt tudtuk elérni” – mondta Graeber. „Most a fő hangsúly a kinetikán lesz, és azon, hogy milyen gyorsan tudjuk rávenni az anyagot a vízfelvételre. Ez lehetővé teszi majd, hogy ezt az anyagot nagyon gyorsan ciklikusan használjuk, így ahelyett, hogy naponta egyszer nyernénk vissza vizet, talán naponta 24-szer is gyűjthetnénk vizet”.
Mivel gyorsan és nagy méretben is előállítható, amellett, hogy hatékony vízgyűjtő, a kutatók a sós hidrogél egyéb felhasználási lehetőségeit is fontolgatják. Ez az anyag, alacsony költsége és nagy teljesítménye miatt, nagyon sok lehetőséget rejt magában.