Questo gel può raccogliere l’acqua dall’aria del deserto

Gli ingegneri del Massachussetts Institute of Technology (MIT) hanno sintetizzato un nuovo gel in grado di assorbire quantità record di acqua dall’aria, anche in condizioni desertiche. Il suo potenziale di applicazione è enorme grazie ai bassi costi di produzione e alle elevate prestazioni, spiegano gli studiosi, ritenendo che il materiale possa 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.

Il lavoro dei ricercatori, dettagliato in uno studio su Advanced Materials, 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. Questi materiali, trasparenti e gommosi, che probabilmente tutti conosciamo per il loro impiego nei pannolini usa e getta, attualmente non forniscono elevate capacità di assorbimento del vapore acqueo (cioè elevata igroscopicità), buone velocità di assorbimento e possibilità di utilizzo ciclico nel lungo termine, il che non li rende buoni candidati per l’applicazione in processi tecnici che affrontano sfide come la mancanza d’acqua e migliorano l’efficienza energetica.

Nel provare a superare tali limitazioni gli studiosi del MIT hanno concentrato i loro sforzi nel migliorare la capacità di assorbimento, infondendo la poliacrilammide (un 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.

Una sua produzione rapida e su larga scala, permetterebbe di utilizzare il nuovo gel superassorbente 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. Come premesso, i ricercatori prevedono inoltre che il materiale possa essere inserito nelle unità di condizionamento dell’aria, come elemento deumidificante a risparmio energetico.

In termini numerici, il nuovo materiale ha dimostrato di poter assorbire il vapore acqueo anche con il 30% di umidità relativa, catturando 1,79 grammi di acqua per grammo di materiale, che rappresenta un record in termini di igroscopicità. Quest’acqua potrebbe quindi essere riscaldata e condensata, dunque raccolta come acqua ultrapura. “Qualsiasi deserto durante la notte avrebbe questa bassa umidità relativa, quindi plausibilmente questo materiale potrebbe generare acqua nel deserto” ha affermato Díaz-Marin, co-autore dello studio e membro del Device Research Lab del MIT.

“La grande, inaspettata sorpresa è stata che, con un approccio così semplice, siamo stati in grado di ottenere il più alto assorbimento di vapore riportato fino ad oggi – ha aggiunto Gustav Graeber, altro co-autore dello studio e attualmente ricercatore presso l’Università Humboldt di Berlino – . Ora, l’obiettivo principale sarà la cinetica e la rapidità con cui possiamo fare in modo che il materiale assorba l’acqua. Ciò ti consentirà un rapido uso ciclo, in modo da poter recuperare l’acqua ogni ora anziché una volta al giorno” .