Brak wody stanowi już problem globalny. Szacuje się, że aż 2/3 ludzi na Ziemi ma stałe lub czasowe kłopoty z dostępem do wody. Jednocześnie na całej kuli ziemskiej znajdują się jej bogate rezerwuary. Nie tylko w postaci rzek, jezior, mórz czy oceanów. Źródłem wody może być też obecna na każdej szerokości geograficznej atmosfera

Ile wody znajduje się w powietrzu? Naukowcy wyliczyli, że jest to ok. 13 biliardów ton. Inne szacunki mówią o kilkudziesięciu tysiącach kilometrów sześciennych. Stanowi to ułamek całej wody zgromadzonej na Ziemi. Jej ilość przekracza miliard km sześciennych, jednak absolutna większość tego miliarda – 97 proc. – to słona woda oceanów

Co to jest wilgotność powietrza? 

Biorąc pod uwagę, że gro wody słodkiej jest ciągle uwięzione w lodowcach, rezerwuar wilgoci znajdujący się w powietrzu stanowi bardzo cenny i pożądany zasób. Naukowcy od lat starają się wymyślać sposoby, jak po niego sięgnąć. Powstają różnego rodzaju generatory wody z powietrza – np. wykorzystujące mgłę albo rosę. Jedna dotychczas sprawdzały się one głównie w tych miejscach, gdzie wilgotność powietrza była wysoka. 

Wilgotność powietrza mierzy zawartość pary wodnej w powietrzu. Dla ponad jednej trzeciej obszarów całej Ziemi średnia roczna wilgotność powietrza wynosi mniej niż 40 proc. Są jednak na Ziemi miejsca, gdzie jest jeszcze niższa. A w niektórych – np. w Dolinie Królów w Egipcie – spada do zera. 

Woda za 2 dolary 

Mieszkającym na najsuchszych obszarach Ziemi próbują pomóc naukowcy i inżynierowie z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin. Od kilku lat stawiają sobie za cel opracowywanie urządzeń, które nie tylko będą produkowały wodę w najmniej sprzyjających warunkach (czyli np. na pustyni), ale również będą tanie, łatwe w obsłudze i powszechnie dostępne

W najnowszym numerze czasopisma naukowego „Nature Communications” ukazała się ich praca, w której opisują wynalezienie żelowej folii pozyskującej wodę nawet z bardzo suchego powietrza. Oszacowali, że koszt wyprodukowania kilograma takiej folii (nazwanej w skrócie SHPFs) nie będzie przekraczał 2 dolarów. 

Jak odzyskiwać wodę z powietrza? 

– Chodziło nam o znalezienie takiego rozwiązania, które mogliby wykorzystać ludzie mieszkający w najgorętszych i najsuchszych miejscach na Ziemi – mówi Guihua Yu, inżynier i profesor materiałoznawstwa, jeden z autorów pracy. – Chcieliśmy, by ci, którzy nie mają stałego dostępu do wody pitnej, mogli skorzystać z prostego urządzenia pracującego w warunkach domowych

Zespół Guihua Yu opracował rodzaj porowatej folii. Składa się ona z dwóch głównych składników. Jednym, tworzącym szkielet, jest guma konjac. To popularna substancja używana jako zagęszczacz żywności, oznaczona symbolem E 425 (albo E 425 i). Gumę konjac produkuje się z mąki konjac, pozyskiwanej z rośliny zwanej Dziwidłem Riviera (Amorphophallus konjac). 

Guma kojac ma właściwości hydrofilowe, czyli przyciąga wodę. Inżynierowie dodali do niej reagującą na ciepło celulozę, która z kolei jest hydrofobowa (czyli odpycha wodę). Chodziło o to, żeby folia po osiągnięciu określonej temperatury uwalniała zebraną ciecz. 

Co istotne, folia działa nawet tam, gdzie jest bardzo sucho. Przy wilgotności powietrza 15 proc. jeden jej kilogram produkuje 6 litrów wody na dobę. Jeśli wilgotność powietrza jest dwukrotnie większa – 13 litrów. 

Urządzenie odzyskujące wodę z powietrza – zrób to sam 

Naukowcy podkreślają, że ich prototypowe urządzenie odzyskujące wodę wykorzystuje proste reakcje i jest łatwy w obsłudze. Folia jest giętka i może mieć różne wielkości i kształty, w zależności od potrzeb. By ją zrobić, najpierw ze składników powstaje żel, który następnie umieszcza się w formie. – Tam musi wyschnąć, a potem można go wyjąć i jest już gotowy do użycia – mówi Weixin Guan, doktorant z zespołu Yu. 

Naukowcy mają nadzieję, że ich prototyp docelowo zamieni się w urządzenie, które będzie można kupić w sklepie, a następnie samemu używać w domu. 

Źródło: Nature CommunicationsLive Science