Για τα περισσότερα από τα φτωχότερα έθνη του κόσμου, μία από τις μεγαλύτερες απειλές για την υγεία παραμένει η έλλειψη πρόσβασης σε ασφαλές πόσιμο νερό. Ευτυχώς, επιστήμονες από το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Johns Hopkins στο Maryland έχουν εντοπίσει εξαιρετικά απορροφητικά υλικά που μπορούν να εκχυλίσουν ένα εξαιρετικά υψηλό ποσοστό πόσιμου νερού από αέρα – και αυτό ανοίγει τον δρόμο σε νέες τεχνολογίες που θα μπορούν να παρέχουν πόσιμο νερό στις ξηρότερες περιοχές του πλανήτη.
Οι ερευνητές – μια ομάδα από το Research and Exploratory Development Department του APL με κύριους ερευνητές τους Zhiyong Xia, Matthew Logan and Spencer Langevin – περιγράφουν την ανακάλυψή τους στο τελευταίο τεύχος του επιστημονικού περιοδικού Scientific Reports. Η έρευνά τους χρησιμοποιεί μεταλλο-οργανικά πλέγματα, ένα εκπληκτικό υλικό της επόμενης γενιάς. Ένα και μόνο γραμμάριο από αυτό το υλικό μπορεί να απορροφήσει υλικό έκτασης ενός ποδοσφαιρικού σταδίου, αν το υλικό αυτό ήταν απλωμένο σε μονό στρώμα σε όλο το στάδιο.
Οι κρύσταλλοι με την ιδιότητα του σφουγγαριού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να συλλέξουν, να αποθηκεύσουν και να απελευθερώσουν χημικές ουσίες – όπως νερό – και η μεγάλη επιφάνεια προσφέρει περισσότερο χώρο για χημικές αντιδράσεις και απορρόφηση των μορίων. Το MOFs (μεταλλο-οργανικά πλέγματα) είναι ένα πολλά υποσχόμενο μέσο για την παραγωγή νερού, αλλά έχουν λίγες έρευνες που να καθορίζουν τις καλύτερες ιδιότητες για ταχεία και αποτελεσματική παραγωγή νερού.
«Τα αρχικά πειράματα έχουν αποδείξει ότι η ιδέα μπορεί να λειτουργήσει», ανέφερε ένας εκ των ερευνητών. «Αλλά το πρόβλημα μέχρι τώρα ήταν η χωρητικότητα. Άλλες ερευνητικές ομάδες έχουν μπορέσει να παράγουν μέχρι και 1.3 λίτρα νερού την ημέρα ανά κιλό απορροφητικής ουσίας υπό ξηρές συνθήκες – αρκετά για ένα άτομο. Για να δημιουργήσουμε τη βέλτιστη συσκευή παραγωγής νερού, απαιτείται να κατανοήσουμε καλύτερα τη σχέση ελέγχου απορρόφησης και παραγωγής».
Η επιστημονική ομάδα μελέτησε μια σειρά MOF – για να αποκαλύψει τις βασικές ιδιότητες του υλικού, αλλά και πόσο νερό μπορεί τελικά να απορροφήσει. Εξερεύνησαν επίσης την πιθανή επίδραση της θερμοκρασίας και την υγρασία στη διαδικασία απορρόφησης – παραγωγής. Εντόπισαν ένα MOF που θα μπορούσε να παράγει 8.66 λίτρα νερού την ημέρα ανά κιλό υλικού υπό ιδανικές συνθήκες – ένα εξαιρετικό εύρημα. Η ομάδα των ειδικών δήλωσε πως νιώθει αισιόδοξη για το μέλλον, για την παραγωγή καθαρού πόσιμου νερού, και ανυπομονούν «να σώσουν τον πλανήτη, μία σταγόνα τη φορά».
