Los hidrogeles que contienen sal higroscópica pueden recolectar agua dulce del aire seco

Los hidrogeles tienen una asombrosa capacidad para hincharse y absorber agua. En la vida diaria, se utilizan en vendajes, pañales, etc. para atrapar la humedad. Un equipo de investigadores ha encontrado ahora otro uso: extraer rápidamente grandes cantidades de agua dulce del aire utilizando un hidrogel especialmente desarrollado que contiene una sal higroscópica. El estudio publicado en la revista Anguandt Kimiexplica que la sal mejora la absorción de humedad del gel, haciéndolo adecuado para la recolección de agua en áreas secas.

Los hidrogeles pueden absorber y almacenar en agua muchas veces su peso. Al hacerlo, el polímero base se hincha dramáticamente al incorporar agua. Sin embargo, hasta la fecha, el uso de esta propiedad para producir agua dulce a partir del agua atmosférica no ha sido posible, ya que la captación de humedad del aire es aún muy lenta e ineficiente.

Por otro lado, la absorción de humedad se puede mejorar agregando sales higroscópicas que pueden eliminar rápidamente grandes cantidades de humedad del aire. Sin embargo, las hidrosales y los hidrogeles suelen ser incompatibles, como una gran cantidad de sal Afecta la capacidad de hinchazón en hidrogel Por lo tanto, degrada sus propiedades. Además, los iones de sal no están estrechamente coordinados dentro del gel y se pueden lavar fácilmente.

El científico de materiales Guihua Yu y su equipo de la Universidad de Texas en Austin, EE. UU., han superado estos problemas mediante el desarrollo de un hidrogel particularmente «amigable con la sal». Como mostró su estudio, este gel adquiere la capacidad de absorber y retener agua cuando se combina con una sal higroscópica. Usando su hidrogel, el equipo pudo extraer aproximadamente seis litros de agua pura por kilogramo de la sustancia en 24 horas, del aire con una humedad relativa del 30%.

La base del nuevo hidrogel fue un polímero construido a partir de moléculas zwitteriónicas. Los polizwitteriones llevan cargas positivas y negativas. Grupos funcionalesLo que ayudó al polímero a responder mejor a la sal en este caso. en principio , hilos moleculares En el polímero estaban fuertemente mezclados, pero cuando los investigadores agregaron la sal de cloruro de litio, las hebras se ablandaron y formaron un hidrogel poroso esponjoso. Este hidrogel cargado con una sal higroscópica fue capaz de incorporar rápida y fácilmente moléculas de agua.

De hecho, incorporar el agua fue tan rápido y fácil que el equipo pudo crear un sistema cíclico de separación continua de agua. Dejaron el hidrogel durante una hora para absorber la humedad atmosférica, luego secaron el gel en un condensador para recolectar el agua condensada. Repita este procedimiento varias veces sin causar una pérdida significativa en la cantidad de agua absorbida, condensada o recolectada.

Yu y el equipo dicen que los hidrogeles preparados «deben ser optimizados para la eficiencia Humedad cosecha para el rendimiento potencial diario de agua”. Agregan que los hidrogeles multiángulo podrían desempeñar un papel esencial en el futuro para la recuperación atmosférica. agua En regiones áridas y asoladas por la sequía.