Аэрогель: пока есть воздух, будет и вода!

При подготовке к длительному круизу среди забот о техническом состоянии яхты, часто остается открытым один по-настоящему жизненно важный вопрос. Речь о том, как добывать пресную воду в случае, если запасы будут исчерпаны, а суши еще не видно на горизонте. Оказалось, найден способ добывать питьевую воду прямо из окружающего воздуха!
Питьевая вода — ценный ресурс. Найти или добыть воду может быть очень непросто, особенно в удаленных уголках мира. Да и когда вы проводите много времени в походах или путешествиях вдали от цивилизации, единственный вариант – это запасы минеральной воды в бутылках. Но пластиковые бутылки занимают много места, да и экологический момент смущает.

Итак, если предстоит длительное путешествие вдали от берега или супермаркетов, как пополнять запасы чистой воды? В теории воду получить легко: надо соединить два атома водорода и один атом кислорода. Но недостаточно просто смешать водород с кислородом. Нужна еще и энергия, ведь химическая реакция водорода с кислородом может закончиться большим взрывом! И если нет простого способа получить воду из атомов, откуда тогда ее добыть? В последнее время все чаще можно услышать об экспериментах, удачных и не очень, по извлечению воды из разных источников, в том числе воздуха.

Ученые из Сингапура (NUS) создали простой в изготовлении материал похожий на губку, который вытягивает молекулы воды из воздуха, а затем конденсирует их в жидкость. Весь процесс не требует подключения внешних источников питания. Не нужно ни электричество, ни подогрев! Воду добывает аэрогель, а точнее – его исключительные свойства.

Впервые, о таком понятии, как аэрогель, заговорили в далеком 1931 году, когда он стал предметом спора двух американских ученых. Именно тогда Стивен Кистлер и Чарльз Хьюд решили выяснить, что будет, если удалить жидкость из изучаемого ими геля, сохранит ли он тогда твердую молекулярную структуру. Аэрогель — это комбинация жидкости и твердых частиц, желеобразный материал, который образован своеобразным скелетом – трехмерной структурой. Небольшие миниатюрные поры материала придают гелю жесткость. Аэрогели настолько прозрачны, что их практически невозможно увидеть на светлом фоне.

Кроме того, это самый легкий материал, который содержит 99.8% воздуха. При солнечном свете эта умная система способна увеличивать поглощение воздуха, практически стопроцентно выделяя из него воду. В лабораторных испытаниях аэрогель конденсировал воду без перерыва в течение нескольких месяцев. Чем ярче светит солнце, тем больше воды наберет аэрогель из воздуха. Хоть и менее продуктивно, но процесс получения воды продолжается в пасмурную погоду. И все это можно делать автономно, с минимальными затратами энергии. Чтобы получать в сутки до 17 литров питьевой воды, достаточно запастись одним килограммом нового аэрогеля.

Хотя и появилось много доступных источников, но в основном аэрогели изготавливают из диоксида кремния. Для этого гель доводят до фазы, при которой в материале исчезает граница между жидким и газообразным состоянием вещества. Диоксид углерода переходит в его суперкритическую точку. Этот процесс выполняют несколько раз, чтобы гарантировать удаление всей жидкости из геля.
Пока найден единственный недостаток аэрогеля: он невероятно легкий, поэтому килограмм вещества занимает очень большие объемы пространства. Но в любом случае новое изобретение можно будет применять там, где вопрос хранения и получения пресной воды стоит особенно остро. И что важно: исследователи протестировали воду и обнаружили, что она соответствует стандартам Всемирной организации здравоохранения.

Те, кто задумывается о пересечении океана или путешествии на яхте в труднодоступные места, должны убедиться, что у них есть достаточный запас воды, даже в случае, если переход значительно затянется. Конечно, заправочные станции, фильтрация, очистка, гидравлические установки, водосборные системы – известно немало способов, с помощью которых можно решать вопрос питьевой воды. Но теперь к ним смело можно добавить и новый аэрогель.