Tutkijat ovat kehittäneet huokoisen materiaalin, jossa on pitkiä mikroskooppisia ilmataskuja ja joka käyttää auringonvaloa ja muovipäällystettä muuntaakseen suolaisen veden makeaksi. Suurin osa maapallon vedestä on merissä ja liian suolaista juotavaksi. Suolanpoistolaitteet voivat tehdä merivedestä juomakelpoista, mutta se vaatii paljon energiaa.
ACS Energy Letters -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan uuden järjestelmän ulkoinen konseptitodistus tuotti menestyksekkäästi juomakelpoista vettä käyttämällä luonnollista auringonvaloa, mikä on askel kohti kestävää ja energiatehokasta suolanpoistoa. Tämä ei ole ensimmäinen kerta, kun tutkijat ovat luoneet huokoisia materiaaleja, jotka käyttävät auringonvaloa kestävänä energialähteenä veden puhdistamiseen tai suolanpoistoon. Esimerkiksi luffasta inspiraationsa saanut hydrogeeli, jonka huokosissa on polymeerejä, testattiin kromilla saastuneessa vedessä, ja se vapautti auringon lämmössä nopeasti puhdasta, kerättävää vesihöyryä haihtumisen kautta.
Useat teleskoopit ympäri maailmaa ovat havainneet 20–30 kilometrin halkaisijaltaan olevan tähtienvälisen kohteen, joka lähestyy Aurinkoa.
Huokoinen aerogeeli
Kuitenkin, kun hydrogeelit ovat pehmeitä ja täynnä nestettä, aerogeelit ovat kovempia ja sisältävät kiinteitä huokosia, jotka voivat kuljettaa nestemäistä vettä tai vesihöyryä. Niitä on testattu suolanpoistomenetelmänä, mutta niiden haihtumiskyky heikkenee materiaalin koon kasvaessa. Siksi Si Shen ja hänen kollegansa päättivät kehittää huokoisen aerogeelin suolanpoistoon, joka säilyttäisi tehokkuutensa eri kokoisina.
Tutkijat loivat pastan, joka sisälsi hiilinanoputkia ja selluloosananovuituja, ja tulostivat sen 3D-tulostimella jäätyneelle pinnalle, jolloin jokainen kerros ehti kovettua ennen seuraavan lisäämistä. Tämä prosessi muodosti huokoisen materiaalin, jossa oli pieniä, tasaisesti jakautuneita pystysuoria aukkoja, kukin noin 20 mikrometrin levyisiä. He testasivat 1–8 senttimetrin kokoisia neliönmuotoisia paloja materiaalia ja havaitsivat, että suuremmat palat erittivät vettä haihtumisen kautta yhtä tehokkaasti kuin pienemmät.
Ulkona suoritetussa kokeessa tutkijat laittoivat materiaalin merivedellä täytettyyn lasiin ja peittivät sen läpinäkyvällä kaarevalla muovikannella. Auringonvalo lämmitti huokoisen materiaalin pintaa ja haihdutti vain suolattoman veden höyryksi. Höyry kerääntyi muovikanteen nestemäisessä muodossa ja työnti puhtaan veden reunoille, josta se tippui suppiloon ja lasin alla olevaan astiaan. Kuuden tunnin altistuksen jälkeen järjestelmä tuotti noin kolme ruokalusikallista juomakelpoista vettä. ”Aerogeelimme tarjoaa täyden kapasiteetin suolanpoiston missä tahansa koossa”, Shen sanoo, ”tarjoamalla yksinkertaisen ja skaalautuvan ratkaisun suolanpoistoon ilman energiankulutusta ja puhtaan veden tuotantoa”.
