Creato gel in grado di assorbire quantità di acqua record dall’aria del deserto
Sintetizzato dagli ingegneri del MIT, il nuovo materiale gel è in grado di assorbire quantità record di umidità dall’aria, anche in condizioni molto secche
Ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (USA) hanno messo a punto un rivoluzionario materiale super-assorbente, a basso costo, un gel in grado di assorbire dall’aria quantità d’acqua “senza precedenti”: un passo in avanti notevole che potrebbe risolvere il problema della carenza del liquido nelle zone più aride del pianeta.
Non solo: il nuovo materiale può rappresentare non solo una soluzione alla mancanza di acqua nei Paesi dove la popolazione non ha accesso a una fonte potabile sicura, ma anche una valida alternativa alle attuali tecnologie di deumidificazione degli ambienti.
La caratteristiche di questo gel
Il nuovo idrogel è un materiale trasparente e gommoso con proprietà altamente assorbenti, in grado di estrarre il vapore dall’aria e trattenere l’umidità senza fuoriuscite, anche in condizioni molto aride.
Questo tipo di gel, trasparente e gommoso, che probabilmente tutti conosciamo per il suo impiego nei pannolini usa e getta, normalmente non fornisce elevata capacità di assorbimento del vapore acqueo (cioè elevata igroscopicità), buone velocità di assorbimento e possibilità di utilizzo ciclico nel lungo termine, il che non lo rende buon candidato per l’applicazione in processi tecnici che affrontano sfide come la mancanza d’acqua e migliorano l’efficienza energetica. I ricercatori però hanno provato a superare tali limitazioni e hanno concentrato i loro sforzi nel migliorare la capacità di assorbimento, infondendo la poliacrilammide (il comune idrogel) con cloruro di litio, un tipo di sale noto per essere un potente essiccante.
I loro test hanno mostrato che l’idrogel può essere caricato con molto più sale di quanto fosse ritenuto possibile in studi precedenti. Di conseguenza, il materiale ha assorbito e trattenuto quantità di acqua senza precedenti in diverse condizioni di umidità, comprese quelle molto secche che finora avevo limitato le performance di altri materiali.
La capacità assorbente del gel, migliorata infondendolo con cloruro di litio, un tipo di sale in grado di assorbire più di 10 volte la propria massa di umidità, ha permesso al gel di assorbire e trattenere una quantità di umidità senza precedenti: 1,79 grammi di acqua per grammo di materiale.
L’idrogel cosi modificato può assorbire vapore dall’aria in condizioni estremamente aride, anche se l’umidità relativa dell’ambiente è intorno al 30%: “qualsiasi deserto durante la notte avrebbe quella bassa umidità relativa, quindi è concepibile che questo materiale possa generare acqua anche in simili condizioni“, ha spiegato Carlos Díaz-Marin, coautore della pubblicazione scientifica che ha descritto il nuovo materiale.
Il contrasto alle conseguenze della desertificazione
Se realizzato su larga scala, stimano gli esperti, il gel super-assorbente potrebbe essere utilizzato come raccoglitore passivo di acqua nelle regioni desertiche e soggette a siccità, dove il materiale potrebbe continuamente assorbire bassa umidità dall’aria, che poi si condenserebbe in acqua potabile.
Ulteriori applicazioni
La prossima sfida per i ricercatori sarà velocizzare il processo di assorbimento dell’acqua. “La grande sorpresa inaspettata è stata che, con un approccio così semplice, siamo riusciti ad ottenere l’assorbimento di vapore più elevato mai registrato”, hanno affermato i ricercatori del MIT. “Ora, l’obiettivo principale sarà la cinetica e quanto velocemente possiamo far assorbire l’acqua al materiale.”
Grazie alla sua rapidità di produzione e alla possibilità di essere realizzato su larga scala, oltre che come efficace strumento di raccolta dell’acqua, l’idrogel potrebbe avere altre applicazioni.
Il lavoro dei ricercatori si è però sviluppato indipendentemente dai possibili campi di applicazione, nel senso che si è concentrato principalmente sulle proprietà fondamentali di questi materiali e, in particolare, sull’ottimizzazione delle prestazioni di assorbimento dei cosiddetti idrogel igroscopici.
Una sua produzione rapida e su larga scala, permetterebbe di utilizzare il nuovo gel super-assorbente come raccoglitore passivo di acqua, in particolare in regioni desertiche e soggette a siccità, dove il materiale potrebbe assorbire in continuo il vapore che verrebbe quindi condensato in acqua potabile. Ma, come i ricercatori hanno evidenziato, il materiale potrebbe anche essere inserito nelle unità di condizionamento dell’aria, come elemento deumidificante capace di generare grande risparmio energetico.
Questo materiale, per il suo basso costo e le alte prestazioni, ha un potenziale enorme.
Fonte: MIT
Immagine di copertina: MIT
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