محققان دانشگاه تگزاس یک روش نوآورانه توسعه داده‌اند که می‌تواند با استفاده از مواد طبیعی مانند ضایعات غذایی و صدف‌ها، آب شرب تمیز را به صورت مستقیم از هوا استخراج کند.
به گزارش تکناک، این سیستم قادر است با یک کیلوگرم ماده طبیعی، حدود چهار گالن آب تولید کند. این فناوری با تبدیل مواد طبیعی به هیدروژل‌های خاص، آب را از جو برداشت می‌کند.
فهرست مطالب
ایده اصلی استخراج آب از هوا با مواد طبیعی
ویشین گوان، سرپرست این تحقیق توضیح داد: «این ماده به ما امکان می‌دهد از فراوان‌ترین منابع طبیعت بهره بگیریم و آب را از هوا در هر زمان و مکان تولید کنیم.»
گوییوا یو، استاد موسسه مواد تگزاس نیز بیان کرد: «با این پیشرفت، یک استراتژی مهندسی مولکولی جهانی ایجاد کرده‌ایم که به مواد طبیعی متنوع اجازه می‌دهد به جاذب‌هایی با کارایی بالا تبدیل شوند.»
فرایند دو مرحله‌ای برای بهبود جذب رطوبت
این تیم تحقیقاتی یک روش دو مرحله‌ای برای اصلاح پلی‌ساکاریدهای طبیعی در سطح مولکولی توسعه داده است. این اصلاح باعث می‌شود که مواد، توانایی بیشتری در جذب رطوبت از هوا داشته باشند و به راحتی هنگام گرم شدن، آب را آزاد کنند.
این روش شامل افزودن مواد خاصی به مواد طبیعی است، که آنها را به تغییرات دما حساس‌تر می‌کند و توانایی جذب و ذخیره آب را بهبود می‌بخشد.
نحوه عملکرد هیدروژل‌ها
هیدروژل‌های تولیدشده می‌توانند رطوبت را در دمای معمولی از هوا جذب کنند. هنگامی که این مواد در دمای حدود 60 درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند، آب ذخیره‌شده به‌صورت تصفیه‌شده آزاد می‌گردد. این دما اهمیت دارد، چرا که می‌توان آن را با استفاده از انرژی خورشیدی یا حرارت ضایعاتی از فرایندهای صنعتی تأمین کرد. این ویژگی، سیستم را از روش‌های سنتی برداشت آب که به یخچال‌های انرژی‌بر یا مواد پتروشیمی وابسته هستند، متمایز می‌کند.
نتایج آزمایش‌های میدانی
آزمایش‌های میدانی نشان داده‌اند که یک کیلوگرم از این هیدروژل می‌تواند روزانه تا 14.19 لیتر آب تولید کند. این میزان تولید آب به طور قابل توجهی از بسیاری از فناوری‌های موجود برداشت آب از جو بیشتر است، که اغلب بین 1 تا 5 لیتر آب به ازای هر کیلوگرم در روز تولید می‌کنند.
همچنین محققان اثربخشی این روش را با استفاده از مواد مختلفی مانند: سلولز، نشاسته و کیتوزان تأیید کرده‌اند. این یعنی می‌توان از انواع مختلف مواد طبیعی برای تولید آب تمیز استفاده کرد.
مزایای استخراج آب از هوا با مواد طبیعی
- استفاده از مواد طبیعی و در دسترس: این روش از مواد طبیعی مانند ضایعات غذایی و صدف‌ها استفاده می‌کند، که اغلب دور ریخته می‌شوند.
- کارایی بالا: هیدروژل‌های تولیدشده می‌توانند حتی در محیط‌های خشک، مقادیر قابل توجهی آب استخراج کنند.
- پایداری: هیدروژل‌های قابل استفاده در این فرایند، قابل تجزیه بیولوژیکی هستند و فرایند تولید آنها پایدار است.
- مقیاس‌پذیری: این فناوری برای استفاده در مقیاس‌های کوچک، مانند خانوارها یا جوامع محلی، مناسب است.
کاربردهای آینده
گوییوا یو تأکید کرد: «این روش جدید و پایدار برای جمع‌آوری آب، به عنوان یک گام مهم به سوی توسعه سیستم‌های کاربردی برای برداشت آب برای خانوارها و جوامع کوچک به حساب می‌آید.»
تیم تحقیقاتی اکنون در حال کار روی افزایش تولید و طراحی دستگاه‌هایی برای تجاری‌سازی این فناوری هستند. این دستگاه‌ها شامل جمع‌آوری‌کننده‌های آب قابل حمل، سیستم‌های آبیاری خودکفا و دستگاه‌های اضطراری آب شرب خواهند بود.
این روش نوآورانه نه‌تنها راه‌حلی پایدار برای تولید آب شرب از هوا ارائه می‌دهد، بلکه از مواد طبیعی و در دسترس استفاده می‌کند، که به عنوان ضایعات دور ریخته می‌شوند. این فناوری با توجه به کارایی بالا و قابلیت استفاده در محیط‌های خشک، می‌تواند نقش مهمی در تأمین آب شرب برای مناطق کم‌آب و بحران‌زده ایفا کند. محققان امیدوار هستند که با توسعه بیشتر، به‌زودی این سیستم در دسترس جوامع مختلف قرار گیرد.
