hidrogel, hidrogeles zwitteriónicos
La escasez de agua potable es un problema clave en muchas partes del mundo, y es una cruel ironía que enormes cantidades estén flotando en el aire, inaccesibles.
Investigadores de la Universidad de Texas en Austin ahora han desarrollado un hidrogel salado que puede extraer mucha agua potable fresca del aire en condiciones de humedad relativamente baja.
Como sugiere su nombre, los hidrogeles están hechos principalmente de agua, pero eso no impide que quieran más. Su excelente absorbencia los hace útiles en pañales y vendajes, y potencialmente como deshumidificadores y dispositivos que extraen agua potable del aire.
Esa última aplicación podría ser particularmente útil, pero desafortunadamente el proceso es un poco lento e ineficiente. Agregar sales higroscópicas, que también son absorbentes de agua efectivos, podría ayudar, pero, lamentablemente, estas sales no se integran muy bien con los hidrogeles.
Entonces, para el nuevo estudio, los investigadores se propusieron encontrar una manera de mezclar los dos de manera adecuada. La clave era comenzar con un polímero hecho de moléculas que son "zwitteriónicas"; esencialmente, contienen iones con cargas eléctricas tanto positivas como negativas. Esto le permite agarrar las sales higroscópicas con más firmeza, y el hidrogel resultante fue muy eficiente para absorber agua del aire que lo rodeaba.
Hacerlo implica un ciclo de absorción y separación. Primero, el material se deja durante una hora para absorber la humedad del aire ambiente. Luego se seca en un condensador, para escurrir y recoger el agua, antes de volver a ponerlo en modo absorción. Repetir este ciclo varias veces no pareció reducir su capacidad para absorber o liberar agua.
En las pruebas, el hidrogel salado se desempeñó extremadamente bien. El equipo pudo extraer 5,87 L de agua dulce por kilogramo de material por día, del aire con una humedad del 30 por ciento. Ese es uno de los mejores rendimientos que hemos visto de un recolector de agua como este, y hemos visto muchos de ellos, generalmente usando estructuras de metal orgánico como material absorbente.
Con una mayor optimización, estos hidrogeles zwitteriónicos podrían ser muy útiles para proporcionar agua potable a las regiones en desarrollo y afectadas por la sequía.
Más información: Revista Angewandte Chemie .
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