«Airgel» … una esponja solar que convierte el agua de mar en fresco sin ciencias de la energía

En un momento en que la presión sobre las fuentes de agua dulce en el mundo está aumentando, los investigadores han realizado una solución simple y prometedora que podría causar un cambio radical en cómo obtener agua potable, que es un material esponjoso único que depende de la luz solar para convertir el agua de mar en agua potable, sin la necesidad de electricidad o energía externa.

De acuerdo a Para estudiar Fue publicado el 2 de julio en la revista «ECS Energy Litters». Esta innovación depende de un tipo especial de estructura microscópica conocida como «gel de aire» o «aerogel», una sustancia microscópica microscópica de esponja que ayuda a absorber el agua y transportarla en forma de vapor.

¿Cuál es la diferencia entre la nueva esponja y los geles tradicionales?

En un experimento de campo realizado a la luz solar natural, el sistema logró producir aproximadamente 3 cucharadas de agua pura en 6 horas, lo que abre la puerta a su uso futuro en las áreas pobres de agua y energía, según «Xi Shen», el principal autor del estudio y profesor asistente en el Departamento de Aviación y Navegación Aérea, en la Universidad de Hong Kong de los artes aplicados.

«Nuestra innovación permite este endulzamiento completo del agua de mar sin la necesidad de ninguna fuente de energía externa, y con eficiencia que no se ve afectada por el tamaño del material utilizado, y esto lo convierte en una solución simple y se puede ampliar para proporcionar agua limpia».

Siempre ha habido intentos de desarrollar sustancias dependientes del sol para el tratamiento del agua, la más destacada de las cuales es lo que se conoce como «gel de agua», que depende de mantener cantidades de agua dentro de él y dispararse al calentarse en forma de vapor puro, pero este tipo de material a menudo es frágil y depende de la retención de líquidos dentro.

En cuanto a la nueva invención, se basa en el aire más sólido, que es una sustancia ligera pero seca, que depende de la presencia de pequeños vacíos sólidos que ayudan a conectar agua o vapor de manera eficiente. El desafío al usar esta sustancia era perder su eficiencia cuando su tamaño aumenta, ya que la efectividad de la evaporación disminuye a medida que el tamaño del cuerpo utilizado.

Sin embargo, el equipo logró superar este problema a través de la técnica de fabricación 3D, ya que los investigadores mezclaron tubos de nanoparto con fibras de celulosa microscópica, luego imprimieron la mezcla en una superficie congelada, y esto ayudó a formar capas coherentes llenas con agujeros verticales regulares que no exceden 20 micrómetros.

El resultado fue un material de esponja fuerte y efectivo, su rendimiento no se ve afectado por su tamaño. De acuerdo con los experimentos realizados en piezas de esponja de diferentes tamaños (desde un centímetro hasta 8 centímetros), el rendimiento fue igual en todos los casos, ya que el vapor de agua se produjo con la misma eficiencia, independientemente del tamaño de la pieza.

Se puede ampliar el edulcorante solar de bajo costo

El autor principal del estudio explica que una de las características más destacadas de este nuevo sistema es que no necesita ninguna fuente externa de energía. En el experimento, la pieza de esponja se colocó en una taza que contenía agua de mar, luego se cubrió con una cubierta de plástico transparente y curva.

Cuando el sistema está expuesto a la luz solar, la superficie del material aumentó y el agua se evapora (pero sin sales), luego el vapor se condensa en la superficie de la tapa y se acumula en los extremos, antes de gotear en un recipiente externo en forma de agua fresca.

Aunque la cantidad producida fue modesta en la prueba (aproximadamente 3 cucharadas de agua dentro de las 6 horas), la importancia de la invención radica en su simplicidad y capacidad para expandirse, según «Shin», quien agregó: «Este sistema no depende de la presión, el calor industrial o cualquier componente eléctrico. Solo la luz solar, algo de plástico y nuestro propio material de esponja».

Y debido a que el material desarrollado se puede producir con técnicas de impresión 3D, su aplicación es ampliamente posible en el futuro cercano, según el equipo de investigación que espera que esta innovación utilice para proporcionar agua potable en áreas costeras o en desastres, o en áreas que sufren una deficiencia permanente en la infraestructura energética.