هایدروژل‌های نمکی می‌توانند از رطوبت هوا، آب استخراج کنند

کمبود آب آشامیدنی یکی از مهم‌ترین مشکلات برخی از مناطق دنیا به شمار می‌رود، در صورتی که میزان زیادی از آن در هوا وجود دارد و نمی‌توانیم به آن دسترسی داشته باشیم. حالا محققان دانشگاه تگزاس روشی را بررسی کردند که می‌توان با هایدروژل نمکی از هوا حتی با رطوبت کم نیز مقدار زیادی آب آشامیدنی استخراج کرد.

همانطور که از نامش پیداست، هایدروژل‌ها از آب تشکیل می‌شوند، با این حال مقدار زیادی آب هم جذب می‌کنند. هایدروژل‌ها به خاطر جذب بالایی که دارند در پوشک‌ها و برخی باندهای پزشکی استفاده می‌شوند و به عنوان رطوبت‌گیر در صنعت کاربرد دارند.

ممکن است کاربرد آن‌ها در استخراج آب از هوا عملی باشد، اما متاسفانه سرعت این عملکرد بسیار پایین و غیر کاربردی است. این تیم تحقیقاتی با افزودن نمک نم‌بین (hygroscopic salt) که ماده‌ای برای جذب آب است، به هایدروژل توانست عملکرد آن‌ها را افزایش دهد، اما متاسفانه این نمک‌ها با هایدروژل‌ها به خوبی پیوند نمی‌خورد.

به همین خاطر، آن‌ها به دنبال راهی گشتند که بتوان این دو ماده را با هم ترکیب کرد. در ابتدا آن‌ها به دنبال یک پلیمر دوقطبی گشتند که همزمان یون‌هایی با بار مثبت و منفی دارد. این ماده به هایدروژل کمک کرد تا نمک نم‌بین را راحت‌تر در کنار خود نگه دارد. در نهایت، هایدروژل جدید توانست آب بیشتری از محیط اطرافش جذب کند.

مراحل استخراج آب

برای استخراج آب از هایدروژل باید آن را در یک چرخه جذب و جداسازی قرار داد. در ابتدا باید این ماده را به مدت یک ساعت در معرض هوا قرار داد و سپس با یک کندانسور آب داخل آن را خارج کرد تا دوباره برای جذب رطوبت هوا استفاده شود. به علاوه، محققان متوجه شدند که تکرار این چرخه بازدهی هایدروژل را در جذب آب کاهش نمی‌دهد.

در آزمایش‌ها مشخص شد که در هر روز با هر کیلوگرم از این ماده می‌توان ۵.۸۷ لیتر آب آشامیدنی از هوا با رطوبت ۳۰ درصد استخراج کرد. این یکی از بهترین نتایجی است که از یک دستگاه استخراج آب تا به امروز دیده شده است. با بهبود عملکرد این هایدروژل‌های دوقطبی می‌توان در مناطقی که خشکسالی به آن‌ها آسیب‌های جدی وارد کرده است، کمک شایانی کرد.