Nanomateriál zo vzduchu získava pitnú vodu / Nano Magazín

💧 Nanomateriál na získavanie pitnej vody: Revolúcia pre suché regióny

Nanomateriál na získavanie pitnej vody môže zásadne zmeniť spôsob, akým pristupujeme k riešeniu globálneho problému nedostatku vody. Vedci z viacerých krajín vyvinuli inovatívny materiál, ktorý dokáže efektívne absorbovať vodu zo vzdušnej vlhkosti a uvoľniť ju vo forme čistej pitnej vody. Tento objav bol publikovaný v prestížnom časopise PNAS a prináša nádej pre viac než dve miliardy ľudí na celom svete, ktorí stále nemajú prístup k bezpečnej vode. 🌍🚰

🔬 Čo je to nanomateriál na získavanie pitnej vody?

Ide o špeciálne upravený oxid grafénu, ktorého vrstvy boli doplnené o ióny vápnika (Ca²⁺). Samotný oxid grafénu je známy svojou schopnosťou viazať molekuly vody na svoj povrch vďaka prítomnosti kyslíkových skupín. Vápnik má zároveň silné absorpčné vlastnosti. No až ich spojenie spôsobilo prekvapivý efekt – schopnosť zachytávať vlhkosť dramaticky vzrástla.

👉 Výskumník Xiaojun Ren z University of New South Wales vysvetľuje:

„Samotný grafén adsorbuje určité množstvo vody, rovnako aj vápnik. Ale spolu absorbujú oveľa viac, než by sme čakali. Je to ako keby 1 + 1 bolo viac než 2.“

Kľúčom k tomuto javisku je vodíková väzba – interakcia medzi molekulami vody a materiálom. Práve vápnik v kombinácii s kyslíkom vytvára mimoriadne silné väzby, ktoré zvyšujú schopnosť materiálu viazať vodu zo vzduchu.

☁️ Ako sa voda získava zo vzduchu?

Na Zemi sa vo vzduchu nachádza približne 13 miliónov gigalistrov vody vo forme vodnej pary. To síce predstavuje len zlomok celkovej vody na planéte, no je to stále obrovské množstvo potenciálne dostupnej sladkej vody – stačí ju vedieť efektívne získať.

A práve tu prichádza na scénu nanomateriál na získavanie pitnej vody. Vedci vytvorili z oxidovaného grafénu s vápnikom aerogél, ktorý je známy ako jeden z najľahších tuhých materiálov na svete. Aerogél má mikroskopické póry, ktoré výrazne zväčšujú jeho povrch. Táto štruktúra umožňuje extrémne rýchlu absorpciu vodnej pary.

🧽 Po nasatí vlhkosti stačí materiál jemne zohriať – približne na 50 °C – a voda sa z neho uvoľní v kvapalnej forme, pripravená na použitie.

🌎 Využitie pre celý svet

Podľa OSN nemá viac ako 2,2 miliardy ľudí prístup k bezpečnej pitnej vode. Tento nanomateriál by mohol pomôcť práve v tých regiónoch, kde je dostatok vzdušnej vlhkosti, ale chýba infraštruktúra na získavanie a čistenie vody.

Ako uviedol profesor Rakesh Joshi, vedúci projektu z University of New South Wales:
„Naša technológia môže nájsť uplatnenie v akomkoľvek regióne s dostatočnou vlhkosťou a obmedzeným prístupom k pitnej vode.“

Tím okolo profesora Joshiho zahŕňal vedcov z Austrálie, Singapuru, Číny, Japonska a Indie. Jedným z lídrov projektu bol aj nobelistka Prof. Sir Kostya Novoselov, známy svojou prácou s grafénom.

Prečítajte si aj náš článok o tom, ako môže grafén a Inteligentná filtrácia vzduchu a vody zlepšovať ich kvalitu.

🧠 Superpočítač v službe výskumu

Zásadnú úlohu pri vývoji materiálu zohral aj superpočítač v Austrálii. Tím pod vedením profesora Amira Kartona využil simulácie, ktoré im umožnili pochopiť zložité väzby na molekulovej úrovni. Vďaka tomu mohli vedci navrhnúť materiál s ešte vyššou efektivitou.

✅ Výhody nového nanomateriálu

• Funguje aj pri nízkej energetickej spotrebe (ohrev do 50 °C)
• Má hubovitú štruktúru – rýchlo absorbuje aj uvoľňuje vodu
• Ultraľahký a prenosný – vhodný do terénu
• Nezávislý od vodných zdrojov – využíva len vzdušnú vlhkosť
• Ideálny pre krízové oblasti, suché púštne krajiny alebo humanitárne misie

🛠️ Kam smeruje jeho ďalší vývoj?

Materiál je zatiaľ v štádiu výskumu, no už sa pracuje na vytvorení funkčného prototypu. Cieľom je zabezpečiť, aby bol prenosný, cenovo dostupný a vhodný pre každodenné použitie aj v odľahlých komunitách.

Vedci veria, že táto technológia môže byť nasadená napríklad v suchých oblastiach Afriky, Strednej Ázie alebo v Austrálii, kde je vlhkosť vo vzduchu, ale nie je prístup k bezpečnej vode.

Zdroj: azonano.com