Този нов наноматериал може да задържа повече от три пъти теглото си във вода и да постигне това много по-бързо от съществуващите търговски технологии.
Доклад на Организацията на обединените нации изчислява, че 2,2 милиарда души на нашата планета нямат безопасна питейна вода. Голяма част от това се дължи на липсата на пречиствателни станции за вода, близък водоизточник или лоша инфраструктура. Но може би вече има решение. Според скорошно проучване, публикувано в Proceedings of the National Academy of Sciences, извличането на вода от въздуха е възможно. Въпреки че това може да изглежда като утопия, реалността е, че нашата планета има приблизително 13 милиона гигалитра вода, суспендирана в атмосферата. Макар че това представлява само малка част от общото количество вода на Земята, то все пак е значителен източник на прясна вода.
Проучването, ръководено от Сяоджун Рен, описва лек като перце наноматериал, способен да извлича питейна вода от въздуха, или по-скоро от водните пари, присъстващи във въздуха. Екипът на Рен твърди, че този материал, състоящ се от графенов оксид и калциев аерогел, може да задържа повече от три пъти теглото си във вода и да го прави много по-бързо от съществуващите търговски технологии. Тези характеристики му позволяват да има директни приложения за производството на питейна вода от въздуха. Проучването е част от международно сътрудничество, ръководено от Центъра за върхови постижения в областта на въглеродните науки и иновациите на Австралийския изследователски съвет, Университета на Нов Южен Уелс, експерта Ракеш Джоши и Нобеловия лауреат, сър Костя Новоселов. „Нашата технология ще има приложение във всеки регион, където имаме достатъчно влага, но ограничен достъп или наличие на чиста питейна вода“, обяснява Джоши в изявление. „Това е отличен пример за това как интердисциплинарното и глобално сътрудничество може да предостави достъпът до чиста вода.
Наноматериалът е базиран на добре изучения графенов оксид, който се състои от въглеродна мрежа с дебелина само един атом. Графеновият оксид има добри свойства за абсорбция на вода, което позволява на водата да се прилепва към повърхността на материала. Калцият, от своя страна, също има добри свойства за абсорбция на водата.
Екипът на Рен решава да наблюдава какво би се случило, ако двете бъдат комбинирани. Важна характеристика на материалите, които ефективно абсорбират вода, са силните водородни връзки между водата и материала, към който тя се абсорбира. Нещо, което притежават както графеновият оксид, така и калцийя. Колкото по-силна е водородната връзка, толкова по-голям е капацитетът на материала за абсорбция на вода. Този ефект обаче се засилва, ако калцият е интеркалиран с кислород в графеновия оксид.
„Измерихме количеството вода, абсорбирано върху графеновия оксид, и измерихме X. След това измерихме количеството вода, абсорбирано върху самия калций, и получихме Y. Когато измерихме количеството вода върху графеновия оксид, интеркалиран с калций, получихме много повече от X+Y. Или сякаш 1+1 е число, по-голямо от 2“, добавя Рен.
„Тази по-силна от очакваното водородна връзка е една от причините за изключителната способност на материала да абсорбира вода.“ Сякаш това не беше достатъчно, аерогелът, проектиран с тази система, е един от най-леките материали, създадени от хората. „Единствената енергия, която тази система изисква, е малкото количество, необходимо за нагряването ѝ до около 50 градуса и освобождаването на водата от аерогела“, обяснява Дария Андреева, съавтор на изследването. Според авторите, суперкомпютърните симулации обясняват сложните синергични взаимодействия на молекулярно ниво и ще позволят проектирането на още по-добри системи за генериране на атмосферна вода. Предлагайки устойчиво решение на нарастващото предизвикателство, за наличието на прясна вода в региони с недостиг на вода по света.
Източник: La Razón
