世界の多くの地域は長年にわたって度重なる極度の干ばつに悩まされており、気候変動は状況を悪化させるばかりです。一般的な食糧不足に加えて、その結果、何よりもきれいな飲料水が不足します。この問題は世界の他の地域にも広がる可能性があります。しかし、希望はあります。研究者らは、空気から直接水をろ過する新しい方法をテストしました。
空気からの飲料水: ヒドロゲルと塩
テキサス大学オースティン校の研究グループは、空気中の飲料水の研究のために塩味のハイドロゲルを開発しました。これにより、湿度が比較的低い場合でも、空気から直接水を汲むことができます。ヒドロゲルは通常、水をそれ自体に結合できる水不溶性ポリマーで構成されています。これらはすでにおむつ、絆創膏、除湿剤として日常生活の中で使用されています。空気中の水を濾過するのにも適していますが、そのプロセスは時間がかかり非効率的であると考えられています。
吸湿性の塩（周囲から水を引き出す塩）を添加することは、それ自体が役に立ちます。しかし、これらの塩は実際にはヒドロゲルとよく混ざりません。研究者らは、それらの混合を可能にしたいと考えていました。
こうして空気が飲み水になるのです
成功の鍵は、まず分子が「両性イオン」であるポリマーにあります。これは、プラスとマイナスの電荷を持ったイオンが含まれていることを意味します。これにより、ポリマーが吸湿性の塩をよりよく保持できるようになります。結果として得られたヒドロゲルは、空気中の飲料水を非常に効率的に吸収することがその後証明されました。
全体のサイクルは前述の吸収と分離で構成されます。最初のステップでは、ヒドロゲルを 1 時間放置して空気中の水分を取り除きます。次に、凝縮器がゲルを乾燥させ、いわば絞って、水を集めます。その後、このプロセスが繰り返されます。科学者たちは、数回の実行後でも吸収性能が低下していないようであることを確認できました。
有望な結果
塩味のヒドロゲルは非常に良い結果をもたらしました。チームは、わずか 30% の非常に乾燥した空気湿度で、1 日に使用した薬剤 1 キログラムあたり 5.87 リットルの水を得ることができました。過去には、空気を利用して飲料水を製造する他の試みもあった。しかし、新しいプロセスほど優れたプロセスはありません。
これが実際に世界の渇きの終焉を意味するかどうかはまだ分からない。いずれにせよ、時間は非常に重要です。 国連はすでに世界的な不足について警告しています。
出典: 「効率的な大気中の水の回収のためのポリツビッテルイオン性ヒドロゲル」 (2022、応用化学)