Los hidrogeles tienen una capacidad asombrosa para hincharse y absorber agua. En la vida diaria, se usan en vendajes, pañales y más para bloquear la humedad. Un equipo de investigadores ha encontrado otro uso: extraer rápidamente grandes cantidades de agua dulce deaire usando un hidrogel especialmente desarrollado que contiene una sal higroscópica. El estudio, publicado en la revista Angewandte Chemie, muestra que la sal mejora la absorción de humedad del gel, haciéndolo adecuado para la recolección de agua en regiones secas.
Los hidrogeles pueden absorber y almacenar muchas veces su peso en agua. Al hacerlo, el polímero subyacente se hincha considerablemente al incorporar agua. Sin embargo, hasta la fecha, el uso de esta propiedad para producir agua dulce a partir del agua atmosférica no ha sido factible, ya que la recolección de humedaddesde el aire sigue siendo demasiado lento e ineficiente.
Por otro lado, la absorción de humedad podría mejorarse agregando sales higroscópicas que pueden eliminar rápidamente grandes cantidades de humedad del aire. Sin embargo, las sales higroscópicas y los hidrogeles generalmente no son compatibles, ya que una gran cantidad de sal influye en la capacidad de hinchamiento deel hidrogel y, por lo tanto, degrada sus propiedades. Además, los iones de sal no están estrechamente coordinados dentro del gel y se eliminan fácilmente.
El científico de materiales Guihua Yu y su equipo de la Universidad de Texas en Austin, EE. UU., ahora han superado estos problemas al desarrollar un hidrogel particularmente "amigable con la sal". Como muestra su estudio, este gel adquiere la capacidad de absorber y reteneragua cuando se combina con una sal higroscópica. Usando su hidrogel, el equipo pudo extraer casi seis litros de agua pura por kilo de material en 24 horas, del aire con un 30% de humedad relativa.
La base para el nuevo hidrogel fue un polímero construido a partir de moléculas zwitteriónicas. Los polizwitteriones llevan grupos funcionales cargados tanto positiva como negativamente, lo que ayudó al polímero a volverse más sensible a la sal en este caso. Inicialmente, las hebras moleculares en el polímero eranfuertemente entremezclados, pero cuando los investigadores agregaron la sal de cloruro de litio, los hilos se relajaron y se formó un hidrogel poroso y esponjoso. Este hidrogel cargado con la sal higroscópica fue capaz de incorporar moléculas de agua rápida y fácilmente.
De hecho, la incorporación de agua fue tan rápida y fácil que el equipo pudo configurar un sistema cíclico para la separación continua del agua. Dejaron el hidrogel durante una hora cada vez para que absorbiera la humedad atmosférica, luego secaron el gel en un condensador pararecolectar el agua condensada. Repitieron este procedimiento varias veces sin que resultara en una pérdida sustancial de la cantidad de agua absorbida, condensada o recolectada.
Yu y el equipo dicen que el hidrogel preparado "debería ser óptimo para la recolección eficiente de humedad para el rendimiento potencial diario de agua".-regiones afectadas.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Wiley. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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