Исследователи из Техасского университета в Остине разработали инновационный метод получения питьевой воды из воздуха с использованием природных материалов. Их система, основанная на "молекулярно функционализированных биомассовых гидрогелях", позволяет превращать органическое сырье – такие как пищевые отходы, ветки и ракушки – в высокоэффективное вещество для поглощения воды.
Эта технология сочетает специально разработанные сорбенты, способные поглощать влагу, с мягким нагревом, что обеспечивает получение значительных объемов питьевой воды даже в засушливых условиях. В ходе полевых испытаний система продемонстрировала выдающиеся результаты: один килограмм сорбента способен генерировать до 14,19 литра (3,75 галлона) чистой воды в день. Это значительно превосходит существующие аналоги, производящие от 1 до 5 литров воды.
Руководитель исследовательской группы, профессор Гуйхуа Ю, отметил, что эта разработка открывает новые перспективы в сфере устойчивого водоснабжения и является важным шагом к созданию эффективных систем сбора воды для домохозяйств и небольших сообществ.
Ключевое отличие метода – в подходе к проектированию сорбентов. Вместо использования строго определенных материалов команда разработала универсальную молекулярную стратегию, позволяющую преобразовывать практически любую биомассу в эффективный водоуловитель. В отличие от традиционных синтетических сорбентов, новый материал отличается биоразлагаемостью, масштабируемостью и низким энергопотреблением при выделении воды.
В основе технологии лежит двухэтапный молекулярный процесс, который наделяет полисахариды биомассы влагопоглощающими и термочувствительными свойствами. Это позволяет системе эффективно извлекать влагу из воздуха, используя доступные природные материалы.
Данная разработка является частью более широкой работы профессора Ю, направленной на решение проблемы глобального доступа к чистой воде. Ранее его команда занималась созданием гидрогелей для работы в экстремально засушливых условиях, а также инъекционных фильтрационных систем для очистки воды.
На следующем этапе ученые планируют масштабировать производство и разрабатывать практические приложения для коммерческого использования. Среди возможных вариантов – портативные устройства для сбора воды, системы автономного орошения и аварийные источники питьевой воды.
Как отмечает аспирант Ясюань Чжао, технология обладает большим потенциалом для массового производства и внедрения в автономные поселения, системы экстренной помощи и децентрализованные водоснабжающие комплексы. Однако при переходе от лабораторных условий к реальному использованию могут возникнуть сложности. Например, поддержание высокой эффективности – 14,19 литра воды на килограмм сорбента – может быть затруднено из-за воздействия внешних факторов.
Кроме того, примеры сбоев в городских системах сбора дождевой воды, таких как в Ченнаи и Хайдарабаде (Индия), демонстрируют важность регулярного технического обслуживания. Это указывает на необходимость тщательной проработки инфраструктурных решений при внедрении новой технологии в мегаполисах.
