لباس جدید با قابلیت جذب آب از رطوبت هوا

مهندسان دانشگاه تگزاس در آستین با توسعه یک لباس پیشرفته، گامی مهم در زمینه جمع‌آوری آب از هوای محیط برداشته‌اند. این لباس که در مجله سایِنس اَدوَنسِز/ Science Advances معرفی شده، حاوی پارچه‌ای تخصصی است که رطوبت جَو را جذب و آن را به واحدهای جمع‌آوری قابل‌ جداسازی هدایت می‌کند. سپس این واحدها در یک جمع‌کننده تاشو قرار می‌گیرند و با حرارت‌ دادن، آب از آن‌ها خارج می‌شود.

دکتر گویهوا یو (Guihua Yu)، استاد دانشگاه تگزاس و یکی از سرپرستان این پژوهش، در این زمینه گفت: رویکرد رایج در جمع‌آوری آب از هوا، استفاده از دستگاه‌های ثابت و حجیم مانند جعبه‌ها، صفحه‌های تخت یا سامانه‌های جاذب بزرگ است؛ اما ما در این پژوهش به دنبال تغییر این نگاه بودیم. اگر خود پارچه‌ای که می‌پوشیم بتواند آب را از هوا جذب کند، مسیری تازه برای دسترسی شخصی و حمل‌آسان به آب گشوده می‌شود.

عملکرد برتر پارچه جاذب رطوبت

پارچه به‌کاررفته در این لباس در مقایسه با مواد مشابه، عملکردی سه تا ده برابر بهتر در جذب آب از خود نشان داده است. پژوهشگران به جای ساخت دستگاه‌های حجیم، بر بهبود حرکت آب در میان الیاف پارچه متمرکز شد.

دکتر کیث جانستون (Keith Johnston)، استاد دانشگاه و یکی از نویسندگان این مطالعه، در این زمینه توضیح داد: پیشرفت مهم این است که ما فقط ماده دیگری که آب را جذب می‌کند، نساختیم؛ بلکه مسیری طراحی کردیم که آب به‌سرعت از بخار موجود در هوا، به مایع روی سطح الیاف و سپس به درون پارچه حرکت کند. همین طراحی باعث می‌شود این ماده نه تنها در آزمایشگاه، بلکه در یک لباس کاربردی نیز به‌خوبی کار کند.

پژوهشگران معتقدند این فناوری می‌تواند فراتر از پوشاک، در محصولاتی مانند کوله‌پشتی، چادر و سرپناه‌های اضطراری نیز استفاده شود.

رکوردشکنی در جمع‌آوری آب از هوا

گروه پژوهشی هم‌زمان با این لباس، دستگاه دیگری نیز توسعه داد که در جمع‌آوری آب از هوا رکورد جدیدی ثبت کرده است. این دستگاه در شرایط گرم و خشک بیابان چیهواهوآن (Chihuahuan) در نیومکزیکو و همچنین در شرایط مرطوب‌تر شهر آستین، عملکردی چشمگیر داشته است.

در آزمایشات، این دستگاه روزانه ۱.۳ لیتر (۴۴ اونس) آب تمیز در هر دو محیط خشک و نیمه‌مرطوب جمع‌آوری کرد. این عملکرد به ازای هر کیلوگرم از ماده جاذب، معادل ۴.۳ لیتر (۱.۱ گالن) آب در روز است که رکورد قبلی گزارش‌شده توسط سایر گروه‌های پژوهشی را شکسته است.

دکتر ویکسین گوآن (Weixin Guan)، یکی از پژوهشگران توضیح داد: این گامی بزرگ به سوی جمع‌آوری عملی آب از هواست. این هدف طی سال‌ها کار، از طراحی در مقیاس ریز تا عملکرد در دنیای واقعی، پرورش یافته است و دیدن اینکه این قطعات سرانجام در یک سامانه آماده برای استفاده در کنار هم قرار گرفته‌اند، بسیار معنادار است.

فناوری هیدروژل برای مناطق کم‌آب

در قلب این دستگاه، پارچه هیدروژلی ویژه‌ای قرار دارد که از مواد طبیعی ساخته شده است. این ماده بخار آب را از هوا جذب و با گرم‌شدن در برابر نور خورشید، آن را آزاد می‌کند تا رطوبت به آب مایع تبدیل و جمع‌آوری شود. آب تولیدشده توسط این سامانه، کاملاً آشامیدنی و عاری از آلودگی است.

بسیاری از مناطقی که انتظار می‌رود این فناوری بیشترین عملکرد را داشته باشد، از جمله بخش‌هایی از شمال آفریقا، خاورمیانه، جنوب آسیا و جنوب صحرای آفریقا، در زمره مناطق با بیشترین تنش آبی در جهان قرار دارند. این سامانه می‌تواند منبعی محلی و مستقل از شبکه برای آب آشامیدنی جوامع دورافتاده، عملیات امداد در بلایا و سایر مکان‌هایی که تأسیسات آبرسانی معمولی در آن‌ها دشوار یا غیرممکن است، فراهم کند.

چشم‌انداز آینده و محدودیت‌ها

با وجود نتایج امیدوارکننده، هنوز تاریخ دقیقی برای عرضه تجاری این فناوری اعلام نشده است. هزینه تولید نیز هنوز مشخص نیست، اما گروه پژوهشی امیدوار است با بهینه‌سازی فرآیند ساخت، آن را مقرون‌به‌صرفه کنند. پژوهشگران تأکید دارند که این محصول در مراحل اولیه قرار دارد و برای تولید انبوه و استفاده گسترده، به تحقیقات و بهینه‌سازی بیشتری نیاز است.