Podle OSN dosáhla mezioborová skupina z Austrálie a Singapuru pokroku v hledání řešení, které by mohlo vyřešit jeden z největších světových problémů.
Velké vědecké průlomy často začínají otázkou. Tentokrát si skupina odborníků z Austrálie, Číny, Japonska, Singapuru a Indie položila otázku:
Jane Goodall: „To, co děláte, má smysl, a vy se musíte rozhodnout, jakou změnu chcete přinést.“ Podpořte naši práci, chraňte planetu.Jak je možné, že při 13 miliardách gigalitrů vody v atmosféře více než 2,2 miliardy lidí nepije pitnou vodu?
To byl startovní výstřel pro mezioborový tým. Na práci se podíleli Centrum pro špičkové znalosti v oblasti uhlíkové vědy a inovací, centrum specializující se na čistou energii v Sydney; tým pro grafen na Univerzitě Nového Jižního Walesu v Sydney pod vedením docenta Rakesha Joshiho; a výzkumná skupina čínského fyzika Kostji Novoselova, laureáta Nobelovy ceny za rok 2010 .
Oxid grafenu – klíč k získávání vody ze vzduchu
V tomto objevu je grafen klíčem k úspěchu. Od svého objevu v roce 2004 vědci zkoumají, jak jej využít v různých technologických vývoji všeho druhu, od použití v bateriích až po boj s nemocemi. Mnozí jej považují za materiál budoucnosti .
Jeho vlastnosti jsou mimořádně revoluční: je pevný jako ocel, lehký jako pírko a je lepším vodičem elektřiny než měď. Pro tento výzkum však použili oxid grafenu, tj. grafen s kyslíkatými skupinami, protože věděli, že bude užitečný pro adsorpci (koncentraci rozpuštěné látky buď na povrchu pevné látky, nebo kolem částic koloidu) vody.
Iony vápníku, další dobrý adsorbent, byly přidány do oxidu a „stalo se něco kouzelného“, vysvětluje UNSW. Objev spočívá v tom, že při této kombinaci se vodíkové vazby mezi vodou a vápníkem staly ještě pevnějšími.
Co to znamená? Množství vody adsorbované na nanomateriálu je mnohem větší než množství, které lze získat pomocí oxidu grafenu a vápníku samostatně. Jak to v vědě bývá, „celek je více než součet jeho částí“.
Modelování na molekulární úrovni bylo provedeno teoreticky a experimentálně na superpočítači Canberra , který je součástí australské národní výpočetní infrastruktury.
Výpočty vedl Amir Carton z University of New England, který vysvětlil význam objevu: „Tyto poznatky nyní pomohou vyvinout ještě dokonalejší systémy pro získávání atmosférické vody a nabídnou udržitelné řešení rostoucího problému dostupnosti pitné vody v Austrálii a v oblastech s nedostatkem vody po celém světě.“
Ale objev tím neskončil. Poté, co byla nalezena vzorec, pokročili v úpravě konstrukce . Vyrobili oxid grafenu s ionty vápníku ve formě aerogelu , velmi lehkého materiálu s vysokou adsorpční schopností díky svým mikropórům, které urychlují proces.
Revoluční aerogelový nanomateriál
Výsledkem je, že nanomateriál může zadržet ve vodě více než trojnásobek své hmotnosti a dokáže to rychleji než jiné existující technologie získávání vody z kyslíku. Také spotřebovává méně elektrické energie, protože k získání vody je třeba pouze ohřát systém na 50 stupňů Celsia.
Zatím se jedná o předběžný objev, který bude nutné rozšířit pro škálování technologie a vývoj testovacích prototypů.
Ačkoli OSN uznává, že podíl světové populace s přístupem k bezpečné a zdravé potravě se v období 2015–2022 zvýšil, odhaduje se, že do roku 2030 bude stále více než 2 miliardy lidí vyloučeno. Zpráva za rok 2024 však také upřesňuje, že k tomu dojde „současným tempem“.
„Naše technologie najde uplatnění v jakékoli oblasti, kde je dostatek vlhkosti, ale omezený přístup k pitné vodě nebo její dostupnost,“ vysvětluje doktor Joshi, docent na Univerzitě Nového Jižního Walesu v Sydney.
Jak to u vědeckých objevů bývá, budoucnost teprve uvidíme…
