Гидрогель с добавками хлорида лития поглотил воду из воздуха
Американские материаловеды разработали гидрогелевый сорбент для захвата воды из воздуха. Они взяли цвиттер-ионный полимер и добавили к нему гигроскопичный хлорид лития — в результате получился материал с самой высокой скоростью сорбции. За сутки килограмм сорбента может собрать почти шесть литров чистой воды. Результаты исследования опубликованы в журнале AngewandteChemie.
Чтобы решить проблему нехватки чистой воды, ученые и инженеры постоянно разрабатывают новые технологии. Один из вариантов — сбор атмосферной влаги с помощью пористых материалов. Такие материалы могут захватывать воду даже из относительно сухого воздуха, а потом отдавать ее — например, под действием тепла.
Высокую эффективность демонстрируют сорбенты на основе гидрогелей – это гидрофильные, но нерастворимые в воде полимерные материалы с большим количеством кросс-связей. Гидрогели хорошо улавливают воду и сами по себе, а недавно ученые попробовали добавлять к таким материалам гигроскопичные соли, которые могут еще повышать количество адсорбированной воды. Однако, получить эффективный и стабильный сорбент на основе гидрогеля с добавками солей непросто – слишком большое количество солей может замедлять собственное набухание гидрогеля. Кроме того, из-за слабых взаимодействий между солью и полимером, соль может неравномерно распределяться внутри гидрогеля или вовсе вымываться из него.
Решить задачу сумели материаловеды из Техасского Университета в Остине под руководством Гуя Хуа Юя (Guihua Yu). За основу гидрогеля ученые взяли цвиттер-ионный полимер PDMAPS. Цепи этого полимера, оставаясь в целом нейтральными, имеют в своем составе положительно заряженные фрагменты четвертичных катионов аммония и отрицательно заряженные фрагменты сульфитов (см. рисунок). Чтобы получить гидрогель, к полимеру