Dalla torrida aria estiva all’acqua potabile: la speranza dell’idrogel per i Paesi caldi

Per molte zone del mondo che devono affrontare problemi di scarsità d’acqua, potrebbe essere in arrivo un faro di speranza: la possibilità di trasformare facilmente l’aria calda in acqua potabile. Negli ultimi anni, i ricercatori dell’Università del Texas di Austin si sono concentrati sull’umidità presente nell’aria come potenziale fonte di acqua potabile per le popolazioni colpite dalla siccità. Grazie a una nuova ricerca, pubblicata nei Proceedings of the National Academy of Sciences, hanno raggiunto un importante traguardo nei loro sforzi per creare acqua potabile: un idrogel ingegnerizzato a livello molecolare che può creare acqua pulita utilizzando solo l’energia della luce solare.

I ricercatori sono riusciti a estrarre l’acqua dall’atmosfera e a renderla potabile utilizzando l’energia solare, in condizioni di temperatura fino a 104 gradi, in linea con il clima estivo del Texas e di altre parti del mondo. Ciò significa che le persone che vivono in luoghi con un eccesso di calore e un accesso minimo all’acqua pulita potrebbero un giorno semplicemente posizionare un dispositivo all’esterno, che produrrebbe acqua per loro, senza alcuno sforzo aggiuntivo.

“Con il nostro nuovo idrogel, non stiamo semplicemente estraendo acqua dal nulla. Lo facciamo in modo estremamente veloce e senza consumare troppa energia“, ha dichiarato Guihua Yu, professore di scienza dei materiali e ingegneria presso il Dipartimento di ingegneria meccanica Walker della Cockrell School of Engineering e il Texas Materials Institute. “L’aspetto davvero affascinante del nostro idrogel è il modo in cui rilascia l’acqua. Pensate a un’estate calda come quella texana: potremmo semplicemente sfruttare gli alti e bassi naturali della temperatura, senza bisogno di accendere i riscaldamenti“. Il dispositivo può produrre tra i 3,5 e i 7 chilogrammi di acqua per chilogrammo di gel, a seconda delle condizioni di umidità.

Una caratteristica significativa di questa ricerca è l‘adattabilità dell’idrogel in microparticelle chiamate “microgel“. Questi microgel sbloccano i miglioramenti in termini di velocità ed efficienza che portano questo dispositivo molto più vicino alla realtà. “Trasformando l’idrogel in particelle di microdimensioni, possiamo rendere ultraveloce la cattura e il rilascio dell’acqua”, ha dichiarato Weixin Guan, studente laureato nel laboratorio di Yu e uno dei leader della ricerca. “Questo offre un nuovo tipo di sorbenti altamente efficienti che possono migliorare significativamente la produzione di acqua con cicli multipli giornalieri”.

I ricercatori stanno cercando di migliorare ulteriormente la tecnologia, con l’obiettivo di trasformarla in un prodotto commerciale. Un’area di interesse è l’ottimizzazione dell’ingegneria dei microgel per migliorare ulteriormente l’efficienza. La scalabilità è un importante passo successivo. I ricercatori intendono tradurre il loro lavoro in soluzioni tangibili e scalabili che possano essere utilizzate in tutto il mondo come metodo portatile e a basso costo per creare acqua potabile. Questo potrebbe cambiare la vita di paesi come l’Etiopia, dove quasi il 60% della popolazione non ha accesso all’acqua potabile. “Abbiamo sviluppato questo dispositivo con l’obiettivo finale di renderlo disponibile alle persone di tutto il mondo che hanno bisogno di un accesso rapido e costante all’acqua potabile, in particolare nelle zone aride“, ha dichiarato Yaxuan Zhao, studente laureato nel laboratorio di Yu. Il team sta lavorando ad altre versioni del dispositivo realizzate con materiali organici, che ridurrebbero i costi per la produzione di massa. Il passaggio a progetti più redditizi dal punto di vista commerciale comporta delle sfide, come la produzione su scala ridotta del sorbente che consente l’assorbimento dell’umidità e il mantenimento della durata del prodotto. La ricerca si concentra anche sul rendere i dispositivi portatili per vari scenari applicativi. Questo progetto è sostenuto dal Norman Hackerman Award in Chemical Research della Welch Foundation e dal Camille Dreyfus Teacher-Scholar Award.