Novo aparelho transforma ar atmosférico quente em água potável

por Liam O’Connor
10 comentários
Hydrogel Water Generation

Cientistas da Universidade do Texas desenvolveram um hidrogel capaz de gerar água potável a partir da umidade atmosférica, utilizando a luz solar como energia. Esta tecnologia inovadora, que pode ser convertida em microgéis eficientes, oferece uma alternativa viável e portátil para enfrentar a escassez global de água. Acima está uma amostra de água obtida com o uso deste gel. Agradecimento: Universidade do Texas em Austin.

Para inúmeras regiões do mundo que enfrentam a escassez de água, parece estar a surgir uma solução promissora: a capacidade de converter facilmente ar quente em água potável.

Nos últimos anos, investigadores da Universidade do Texas em Austin têm estudado o teor de humidade do ar como uma potencial fonte de água para populações atormentadas pela seca. Na sua mais recente investigação, publicada no Proceedings of the National Academy of Sciences, alcançaram um marco crucial: um hidrogel concebido molecularmente, capaz de gerar água purificada exclusivamente através da energia solar.

Utilizando energia solar para geração de água

Os cientistas conseguiram extrair a umidade da atmosfera e convertê-la em água potável usando energia solar, em condições com temperaturas tão baixas quanto 104 graus Fahrenheit. Isto é particularmente relevante para o clima do Texas, bem como para várias outras regiões do mundo. Isto implica que indivíduos em áreas com altas temperaturas e acesso limitado a água limpa poderiam potencialmente implantar este dispositivo ao ar livre, e geraria água de forma autônoma, sem exigir entrada adicional de energia.

“Através do nosso hidrogel avançado, não estamos apenas extraindo água da atmosfera. Estamos fazendo isso de forma extremamente rápida e com gasto mínimo de energia”, afirmou Guihua Yu, professor de ciência e engenharia de materiais no Departamento Walker de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia Cockrell e no Texas Materials Institute. “O aspecto intrigante do nosso hidrogel é a sua capacidade de liberar água. Durante os verões sufocantes no Texas, por exemplo, podemos confiar apenas nas flutuações naturais de temperatura, eliminando a necessidade de quaisquer mecanismos de aquecimento adicionais.”

Características do dispositivo protótipo

O aparelho tem capacidade para produzir entre 3,5 e 7 quilogramas de água por quilograma de substância gel, dependendo das condições de umidade prevalecentes.

Avanços em Microgel e Perspectivas Comerciais

Um atributo notável desta pesquisa é a versatilidade do hidrogel em se transformar em micropartículas, conhecidas como “microgéis”. Essa metamorfose aumenta a velocidade e a eficácia do dispositivo, aproximando-o da aplicação prática.

“Ao converter o hidrogel em partículas microdimensionadas, o processo de captura e liberação de água torna-se significativamente mais rápido”, disse Weixin Guan, estudante de doutorado no laboratório de Yu e um dos líderes da pesquisa. “Isso leva a uma nova categoria de sorventes altamente eficientes que poderiam amplificar substancialmente a produção de água através de múltiplos ciclos diários.”

Os esforços futuros estão centrados no refinamento da tecnologia com o intuito de comercialização. Uma área de foco envolve a otimização de engenharia dos microgéis para alcançar maior eficiência. A equipa está empenhada em expandir a tecnologia, com o objetivo de transformar as suas descobertas em soluções tangíveis e escaláveis que possam oferecer um meio portátil e de baixo custo de produção de água potável a nível mundial. Isto teria um impacto transformador em países como a Etiópia, onde quase 60% da população não tem acesso básico a água potável.

“Nosso objetivo geral é tornar esta tecnologia acessível às pessoas em todo o mundo, especialmente aquelas que residem em regiões áridas que precisam de acesso rápido e consistente à água potável”, comentou Yaxuan Zhao, outro estudante de doutorado no laboratório de Yu.

Outros esforços incluem o desenvolvimento de versões alternativas do dispositivo compostas por materiais orgânicos, reduzindo assim os custos de fabricação para produção em massa. Esta transição para designs comercialmente viáveis apresenta desafios, como aumentar a produção do sorvente absorvente de umidade e garantir a durabilidade do dispositivo ao longo de sua vida útil esperada. A equipe também está focada em tornar os dispositivos portáteis para diversos cenários de aplicação.

Agradecimentos

Este projeto recebe apoio do Prêmio Norman Hackerman em Pesquisa Química da Fundação Welch e do Prêmio Camille Dreyfus Teacher-Scholar.

Referência: “Hidratação molecularmente confinada em hidrogéis termorresponsivos para coleta eficiente de água atmosférica” por Weixin Guan, Yaxuan Zhao, Chuxin Lei e Guihua Yu, datado de 11 de setembro de 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2308969120.

Perguntas frequentes (FAQs) sobre geração de água em hidrogel

Qual é a principal inovação introduzida pelos pesquisadores da Universidade do Texas?

A principal inovação é um hidrogel capaz de gerar água potável a partir da umidade atmosférica utilizando a energia solar como fonte de energia.

Como esta tecnologia potencialmente resolve o problema da escassez global de água?

Esta tecnologia de hidrogel oferece uma alternativa viável e portátil para lidar com a escassez de água, convertendo a umidade atmosférica em água potável, utilizando exclusivamente energia solar.

Qual é o papel da energia solar nesta geração de água à base de hidrogel?

A energia solar serve como única fonte de energia necessária para que o hidrogel capture a umidade da atmosfera e a converta em água potável.

Quão eficiente é esta nova tecnologia de hidrogel?

O aparelho pode produzir entre 3,5 e 7 quilos de água por quilograma de hidrogel, dependendo das condições de umidade prevalecentes.

O que são microgéis e por que são importantes?

Microgéis são partículas microdimensionadas derivadas do hidrogel. Eles aumentam a velocidade e a eficiência da captação e liberação de água, aproximando a tecnologia da aplicação prática.

Esta tecnologia é voltada para comercialização?

Sim, os pesquisadores estão focando na otimização da tecnologia com o intuito de comercialização. Eles estão particularmente interessados em ampliá-lo para oferecer um método portátil e de baixo custo de produção de água potável em todo o mundo.

Quais são as condições sob as quais este dispositivo pode operar?

O dispositivo pode operar em condições com temperaturas tão baixas quanto 104 graus Fahrenheit, o que o torna particularmente relevante para áreas com altas temperaturas e acesso limitado a água limpa.

Quem é o principal público-alvo desta tecnologia?

O público-alvo principal inclui pessoas que vivem em regiões áridas e países onde a escassez de água é uma questão premente, como a Etiópia, onde quase 60% da população não tem acesso básico a água potável.

Existem planos para versões do aparelho feitas de materiais orgânicos?

Sim, a equipe está trabalhando no desenvolvimento de versões alternativas do dispositivo compostas por materiais orgânicos para reduzir os custos de fabricação para produção em massa.

Que desafios os pesquisadores enfrentam para tornar o dispositivo comercialmente viável?

Os desafios incluem aumentar a produção do sorvente absorvente de umidade e garantir a durabilidade do dispositivo durante sua vida útil esperada. Os pesquisadores também estão focados em tornar os dispositivos portáteis para diversos cenários de aplicação.

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10 comentários

Henrique Lee Outubro 15, 2023 - 9:40 pm

Alucinante, mas e quanto à manutenção e vida útil? Não adianta se quebrar em um mês.

Responder
Emily Williams Outubro 15, 2023 - 10:28 pm

Uau, fale sobre inovação! se essa tecnologia for comercializada, será uma tábua de salvação para muitas pessoas ao redor do mundo.

Responder
Laura Davis Outubro 15, 2023 - 11:34 pm

É disso que se trata a ciência: resolver problemas do mundo real. Eu quero ver isso se tornar popular o mais rápido possível!

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Nina Scott Outubro 16, 2023 - 2:09 am

Finalmente algumas boas notícias em 2023! Mas sim, curioso sobre os custos e quando estará disponível ao público.

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William Harris Outubro 16, 2023 - 5:42 am

É um começo, mas e os outros itens essenciais? Se conseguirem fazer isso, poderão fazer o mesmo com alimentos ou outros recursos?

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Sarah Johnson Outubro 16, 2023 - 8:01 am

Energia solar E solução para a escassez de água? isso é matar dois coelhos com uma cajadada só. Inscreva-me.

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João Smith Outubro 16, 2023 - 9:27 am

Uau, isso é algo revolucionário aqui. Não posso acreditar que eles conseguiram tirar água do nada! O futuro parece brilhante.

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Katie Anderson Outubro 16, 2023 - 12:53 pm

Incrível, mas estou um pouco preocupado com o impacto ambiental da produção em massa desses hidrogéis. Alguma informação sobre isso?

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Mike Brown Outubro 16, 2023 - 3:15 pm

Parece promissor, mas vamos ver como isso aumenta. O sucesso do laboratório nem sempre significa aplicação no mundo real, sabe?

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Roberto Verde Outubro 16, 2023 - 6:03 pm

Muito legal, mas e o custo? Não adianta se não for acessível para quem realmente precisa.

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