Аэрогель: как это работает?
Поговорим о пресной воде и ее запасе. Найден способ добывать питьевую воду прямо из окружающего нас воздуха. Чтобы получать в сутки до 17 литров питьевой воды, достаточно запастись одним килограммом нового аэрогеля.
В теории воду получить легко: надо соединить два атома водорода и один атом кислорода. Но недостаточно просто смешать водород с кислородом. Нужна еще энергия. Химическая реакция водорода с кислородом может закончиться большим взрывом.
И если нет простого способа получить воду из атомов, откуда тогда ее добыть? В последнее время все чаще можно услышать об экспериментах, удачных и не очень, по извлечению воды из разных источников, в том числе воздуха.
Ученые из Сингапура (NUS) создали простой в изготовлении материал похожий на губку, который вытягивает молекулы воды из воздуха, а затем конденсирует их в жидкость. Весь процесс не требует подключения внешних источников питания. Не нужно ни электричество, ни подогрев! Воду добывает аэрогель. А точнее его исключительные свойства.
Аэрогель — это самый легкий материал, который содержит 99,8% воздуха. При солнечном свете эта умная система способна увеличивать поглощение воздуха, практически стопроцентно выделяя из него воду. В лабораторных испытаниях аэрогель конденсировал воду без перерыва в течение нескольких месяцев.
Чем ярче светит солнце, тем больше воды наберет аэрогель из воздуха. Хоть и менее продуктивно, но процесс получения воды продолжается в пасмурную погоду. И все это можно делать автономно, с минимальными затратами энергии.
Пока найден единственный недостаток аэрогеля — он невероятно легкий: килограмм вещества занимает немало места.
Новое изобретение, скорее всего, можно будет применять там, где вопрос хранения и получения пресной воды стоит остро. Исследователи протестировали воду и обнаружили, что она соответствует стандартам Всемирной организации здравоохранения.
Впервые, о таком понятии, как аэрогель, заговорили в далеком 1931 году, когда он стал предметом спора двух американских ученых. Именно тогда Стивен Кистлер и Чарльз Хьюд решили выяснить, что будет, если удалить жидкость из изучаемого ими геля, сохранит ли он тогда твердую молекулярную структуру.
Аэрогель — это комбинация жидкости и твердых частиц, желеобразный материал, который образован своеобразным скелетом — трехмерной структурой. Небольшие миниатюрные поры материала придают гелю жесткость. Аэрогели настолько прозрачны, что их практически невозможно увидеть на светлом фоне.
Хотя и появилось много доступных источников, но в основном аэрогели изготавливают из диоксида кремния. Для этого гель доводят до фазы, при которой в материале исчезает граница междужидким игазовым состоянием вещества. Диоксид углерода переходит в его супер критическую точку. Этот процесс выполняют несколько раз, чтобы гарантировать удаление всей жидкости из геля.
Питьевая вода — ценный ресурс. Найти или добыть воду может быть очень непросто, особенно в удаленных уголках мира.В походах, поездках, путешествиях многие пьют только минеральную воду в бутылках.Но пластиковые бутылки занимают много места. Да и экологический момент смущает.
Заправочные станции, фильтрация,очистка, гидравлические установки, водосборные системы – известно немало способов, с помощью которых можно решать вопрос питьевой воды. Теперь к ним можно прибавить новый аэрогель.