砂漠の空気から飲み水を採取できる安価なジェルフィルム(Low-Cost Gel Film Can Pluck Drinking Water From Desert Air)

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2022-05-23 テキサス大学オースチン校(UT Austin)

世界人口の3分の1以上が、深刻な水不足に見舞われている乾燥地帯に住んでいます。テキサス大学オースティン校の科学者とエンジニアは、このような地域の人々が清潔な飲料水を利用できるようにするための解決策を開発しました。
研究チームは、最も乾燥した気候でも空気中から水を引き出せる、豊富な材料でできた低コストのゲルフィルムを開発した。この反応を促進する材料は1キログラムあたりわずか2ドルで、1キログラムで相対湿度15%未満の地域では1日に6リットル以上、30%までの地域では13リットルの水を生成することができます。

<関連情報>

乾燥環境における持続可能な水分保持のためのスケーラブルな高吸湿性ポリマーフィルム Scalable super hygroscopic polymer films for sustainable moisture harvesting in arid environments

Youhong Guo,Weixin Guan,Chuxin Lei,Hengyi Lu,Wen Shi & Guihua Yu
Nature Communications  Published:19 May 2022
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-022-30505-2

Abstract

Extracting ubiquitous atmospheric water is a sustainable strategy to enable decentralized access to safely managed water but remains challenging due to its limited daily water output at low relative humidity (≤30% RH). Here, we report super hygroscopic polymer films (SHPFs) composed of renewable biomasses and hygroscopic salt, exhibiting high water uptake of 0.64–0.96 g g−1 at 15–30% RH. Konjac glucomannan facilitates the highly porous structures with enlarged air-polymer interfaces for active moisture capture and water vapor transport. Thermoresponsive hydroxypropyl cellulose enables phase transition at a low temperature to assist the release of collected water via hydrophobic interactions. With rapid sorption-desorption kinetics, SHPFs operate 14–24 cycles per day in arid environments, equivalent to a water yield of 5.8–13.3 L kg−1. Synthesized via a simple casting method using sustainable raw materials, SHPFs highlight the potential for low-cost and scalable atmospheric water harvesting technology to mitigate the global water crisis.

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