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Para partes significativas do globo que enfrentam problemas de escassez de água, um farol de esperança pode estar a caminho: a capacidade de transformar facilmente ar quente em água potável.
Nos últimos anos, pesquisadores da Universidade do Texas em Austin concentraram-se na umidade presente no ar como uma fonte potencial de água potável para populações estressadas pela seca. Em uma nova pesquisa publicada no Anais da Academia Nacional de Ciênciasalcançaram um avanço significativo nos seus esforços para criar água potável a partir do ar: um hidrogel de engenharia molecular que pode criar água limpa utilizando apenas a energia da luz solar.
Os pesquisadores conseguiram extrair água da atmosfera e torná-la potável usando energia solar, em condições tão baixas quanto 104 graus, alinhando-se com o clima de verão no Texas e em outras partes do mundo. Isso significa que as pessoas em locais com excesso de calor e acesso mínimo a água potável poderiam algum dia simplesmente colocar um dispositivo do lado de fora, e ele produziria água para elas, sem nenhum esforço adicional necessário.
“Com nosso novo hidrogel, não estamos apenas retirando água do ar. Estamos fazendo isso extremamente rápido e sem consumir muita energia”, disse Guihua Yu, professor de ciência e engenharia de materiais na Escola de Engenharia Cockrell Walker. Departamento de Engenharia Mecânica e Texas Materials Institute. “O que é realmente fascinante sobre o nosso hidrogel é como ele libera água. Pense em um verão quente no Texas – poderíamos apenas usar os altos e baixos naturais de nossas temperaturas, sem necessidade de ligar nenhum aquecedor.”
O dispositivo pode produzir entre 3,5 e 7 quilogramas de água por quilograma de materiais em gel, dependendo das condições de umidade.
Uma característica significativa desta pesquisa é a adaptabilidade do hidrogel em micropartículas chamadas “microgéis”. Esses microgéis desbloqueiam melhorias de velocidade e eficiência que aproximam este dispositivo da realidade.
“Ao transformar o hidrogel em partículas micro, podemos tornar a captura e liberação de água ultrarrápida”, disse Weixin Guan, estudante de graduação no laboratório de Yu e um dos líderes da pesquisa. “Isso oferece um novo tipo de sorvente altamente eficiente que pode aumentar significativamente a produção de água por meio de múltiplos ciclos diários.”
Os pesquisadores estão buscando melhorias adicionais na tecnologia, com o objetivo de transformá-la em um produto comercial. Uma área de foco é otimizar a engenharia dos microgéis para melhorar ainda mais a eficiência.
A expansão é um próximo passo importante. Os investigadores pretendem traduzir o seu trabalho em soluções tangíveis e escaláveis que possam ser utilizadas em todo o mundo como um método portátil e de baixo custo para a criação de água potável. Isto poderá mudar a vida de países como a Etiópia, onde quase 60% da população não tem acesso básico a água potável.
“Desenvolvemos este dispositivo com o objetivo final de estar disponível para pessoas de todo o mundo que precisam de acesso rápido e consistente a água limpa e potável, especialmente nas áreas áridas”, disse Yaxuan Zhao, estudante de graduação no laboratório de Yu.”
A equipe está trabalhando em outras versões do aparelho feitas de materiais orgânicos, o que reduziria os custos de produção em massa. Essa transição para designs mais comercialmente viáveis traz consigo seus próprios desafios no dimensionamento da produção do sorvente que permite a absorção de umidade e na manutenção da durabilidade durante toda a vida útil do produto. A pesquisa também está focada em tornar os dispositivos portáteis para vários cenários de aplicação.
Este projeto é apoiado pelo Prêmio Norman Hackerman em Pesquisa Química da Fundação Welch e pelo Prêmio Camille Dreyfus Teacher-Scholar.
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