2 godzin temu
Naukowcy opracowali materiał, który z pomocą światła pozwala chwytać z powietrza zawartą w nim wodę. Jak twierdzą, wynalazek może pomóc w rozwiązaniu problemu braku dostępu do wody w wielu miejscach świata.
Eksperci z University of Iowa (USA) na łamach „Journal of the American Chemical Society” przypominają, iż według Organizacji Narodów Zjednoczonych do 2050 roku stres wodny lub niedobór wody dotknie niemal 5 mld ludzi, czyli połowę prognozowanej populacji świata.
W nowej pracy opisali oni milimetrowej wielkości strukturę zbudowaną z atomów metalu połączonych dwoma rodzajami cząsteczek organicznych. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego materiał ten przechodzi reakcję chemiczną, która zmienia jego kształt, prowadząc do powstania w całej sieci pustych przestrzeni.
Przestrzenie te przyciągają z kolei cząsteczki wody z powietrza i je magazynują.
– Odkryliśmy i potwierdziliśmy sposób wychwytywania oraz magazynowania wody, który wymagałby jedynie światła słonecznego. Taką sieć krystaliczną można transportować, a następnie uwalniać z niej wodę na żądanie. Dlatego jest to tak duży krok naprzód – mówi prof. Leonard MacGillivray z University of Iowa, autor publikacji.
Wynalazek opiera się na technologii sieci metaloorganicznych (MOF), które łączą atomy metali i organiczne łączniki, tworząc trójwymiarowe struktury z porowatymi otworami.
Jak zwracają uwagę naukowcy, technika ta, opracowana w latach 90., przyniosła jej pionierom Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2025 roku.
Podstawowe znaczenie w działaniu opracowanej sieci ma promieniowanie UV. W sieci znajdują się bowiem łączniki, które pod wpływem światła ultrafioletowego zmieniają swój kształt, co prowadzi do powstania licznych niedużych przestrzeni.
Choć badacze nie do końca rozumieją ten proces, każda z nich może zgromadzić dwie cząsteczki wody, co stanowi 5 proc. masy wypełnianej wodą struktury.
– Nie wiemy dokładnie, w jaki sposób cząsteczki wody przedostają się do kryształu, ale prawdopodobnie w pewnym stopniu tworzą wiązania wodorowe na jego powierzchni. Gdy światło pada na kryształ, wszystkie te wnęki zaczynają się otwierać, woda wnika do środka, a następnie znajduje w nich miejsce, w którym pozostaje – wyjaśnia prof. MacGillivray.
Każda wnęka magazynuje niewielką ilość wody, ale – podkreślają badacze – złożone z podstawowych elementów łańcuchowe układy można w zasadzie wytwarzać bez końca. – One się składają samoistnie. Może ich być przy tym niezliczona liczba, więc to dobry początek – mówi ekspert.
W swojej publikacji naukowcy piszą o „inteligentnych technologiach pozyskiwania wody”.
– Używamy słowa „inteligentny”, ponieważ celowo uruchamiamy wychwytywanie wody dzięki światła. Promieniowanie UV jest swobodnie dostępne dzięki słońcu. Kolejnym krokiem będzie więc określenie granic pochłaniania wody w przeliczeniu na procent masy i przesunięcie tej granicy tak daleko, jak to możliwe – podsumowuje Nevindee Samararathne Muhandiramge, pierwsza autorka publikacji.
APW, PAP
