Materiál vytlačený na 3D tlačiarni, ktorý absorbuje morské vody a čistí ich, premeniac ich na sladkú vodu.
Vedci vyvinuli materiál podobný hubke s dlhými mikroskopickými vzduchovými komôrkami, ktorý využíva slnečné svetlo a plastový obal na premenu slanej vody na sladkú. Väčšina vody na Zemi sa nachádza v oceánoch a je príliš slaná na pitie. Odsolovacie zariadenia môžu morské vody upraviť na pitnú, ale na to je potrebné veľké množstvo energie.
Otvorený test nového systému, uverejnený v časopise ACS Energy Letters, úspešne vyrobil pitnú vodu pomocou prirodzeného slnečného svetla, čo je krok smerom k udržateľnej a energeticky efektívnej desalinizácii vody. Nie je to prvý prípad, keď vedci vytvorili porézne materiály využívajúce slnečné svetlo ako zdroj udržateľnej energie na čistenie alebo desalinizáciu vody. Napríklad hydrogél inšpirovaný luffou s polymérmi v póroch bol testovaný na vode znečistenej chrómom a pri zahriatí slnkom rýchlo uvoľňoval čistú vodnú paru, ktorú bolo možné zachytiť odparovaním.
Porézny aerogel
Avšak zatiaľ čo hydrogély sú mäkké a naplnené tekutinou, aerogély sú tvrdšie a obsahujú pevné póry, ktoré môžu transportovať tekutú vodu alebo vodnú paru. Boli vyskúšané ako metóda odsoľovania, ale ich odparovacia schopnosť sa znižuje s rastúcou veľkosťou materiálu. Preto si Si Shen a jeho kolegovia stanovili za cieľ vyvinúť porézny aerogel na odsoľovanie, ktorý by si zachoval svoju účinnosť pri rôznych veľkostiach.
Výskumníci vytvorili pastu z uhlíkových nanorúrok a nanovlákien celulózy a vytlačili ju na 3D tlačiarni na zmrazenú povrch, pričom nechali každú vrstvu stuhnúť pred pridaním ďalšej. Výsledkom bol porézny materiál s malými vertikálnymi otvormi rovnomerne rozloženými po celej ploche, z ktorých každý mal šírku asi 20 mikrometrov. Vyskúšali štvorcové kúsky materiálu s rozmermi 1 až 8 centimetrov na šírku a zistili, že väčšie kúsky vylučujú vodu odparovaním s rovnakou účinnosťou ako menšie.
Pri skúške na voľnom vzduchu výskumníci umiestnili materiál do pohára s morskou vodou a prikryli ho priehľadným zakriveným plastovým viečkom. Slnečné svetlo zahrialo povrch porézneho materiálu a odparilo iba vodu bez soli vo forme pary. Para sa hromadila na plastovom viečku v tekutej forme a vytláčala čistú vodu k okrajom, odkiaľ stekala do lievika a nádoby pod pohárom. Po 6 hodinách na slnku systém vyprodukoval približne 3 polievkové lyžice pitnej vody. „Náš aerogel umožňuje odsoľovanie na plný výkon v akomkoľvek množstve,“ tvrdí Shen, „čo poskytuje jednoduché a škálovateľné riešenie pre odsoľovanie bez spotreby energie a výroby čistej vody.“
