Гель добудет воду из воздуха пустыни

20.06.2023

Ученые из Массачусетского технологического института разработали инновационный гель, способный извлекать невероятное количество воды из воздуха даже в условиях низкой влажности, таких как пустыни.

Этот гидрогель, созданный исследователями, обладает уникальной способностью мгновенно абсорбировать влагу из воздуха, даже при относительной влажности всего 30%. Материал эффективно удерживает влагу, не допуская ее утечки, и позволяет ее сконденсировать и собрать для использования.

Синтезированный материал, который представляет собой прозрачный и эластичный гель, изготовлен из гидрогеля, который уже используется в таких изделиях, как одноразовые подгузники, благодаря своей способности поглощать влагу. Однако исследователи улучшили эту способность, добавив хлорид лития - мощный влагопоглотитель.

В ранних экспериментах ученые замачивали гидрогели в соленой воде и дожидались, пока они впитывают соль. Однако процесс был очень медленным, и большинство экспериментов занимало от 24 до 48 часов. Чтобы улучшить производительность материала, инженеры модифицировали эту технологию, чтобы повысить его способность впитывать соль и воду.

Исследователи использовали стандартные методы, чтобы синтезировать гидрогельные трубки из полиакриламида, а затем нарезали их на тонкие диски и опускали в раствор хлорида лития с разной концентрацией соли. Ежедневно они извлекали диски из раствора, взвешивали и измеряли количество проникшей соли, после чего возвращали их обратно в раствор.

Результаты показали, что гидрогели со временем поглощали все больше соли. После 30-дневного замачивания гидрогели инкорпорировали до 24 г соли, что является рекордным значением по сравнению с предыдущими результатами, где на 1 г полимера приходилось всего 6 г соли. Тесты абсорбирующей способности показали, что такой материал в условиях относительной влажности 30% способен поглощать до 1,79 г воды на 1 г материала, что соответствует сухому воздуху пустыни.

Следующим этапом исследования станет изучение кинетики и разработка способов ускорения процесса поглощения воды материалом. Это позволит значительно увеличить эффективность переработки материала, позволяя собирать воду несколько раз в день, вместо единичного сбора. Как отметил соавтор исследования Густав Гребер, данное открытие предоставляет потенциальные возможности для более эффективного использования водных ресурсов в сухих регионах и позволит преодолеть проблемы с доступом к питьевой воде в пустынных районах.

<< Назад: Поезд метро X-Wagen компании Siemens Mobility 20.06.2023

>> Вперед: Мозга способен запоминать иностранные слова во сне 19.06.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025 Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно показали, что менин - не просто побочный участник возрастных изменений, а активный регулятор, от которого зависит состояние мозга и тела. Исследователи также установили, что снижение уровня менина ведет к уменьшению количества D-серина - аминокислоты, выполняющей роль нейромедиатора. Этот компонент естественным образом присутствует в яйцах, рыбе, орехах и соевых бобах, но с возрастом его уровень падает. Ученые заметили, что дефицит D-серина связан с низкой активностью фермента, регулируемого именно мениным. Таким образом, потеря менина влечет за собой целую цепочку биохимических нарушений, влияющих на мозговую активность и физическое состояние организма. Чтобы проверить, возможно ли обратить эти изменения, китайские специалисты вживили ген менина в гипоталамус старых, двадцатимесячных мышей. Уже через 30 дней у животных улучшились когнитивные способности, восстановилась координация движений, кожа стала толще, а кости - плотнее. Исследователи пришли к выводу, что эффект напрямую связан с повышением уровня D-серина в гиппокампе, ключевой зоне мозга, ответственной за память и обучение. Интересно, что похожие результаты наблюдались и при другом подходе. Когда пожилым мышам давали D-серин в виде пищевой добавки в течение трех недель, улучшались показатели памяти и обучаемости, хотя физические признаки старения при этом оставались прежними. Этот факт указывает на то, что D-серин может стать перспективным средством для коррекции возрастных когнитивных нарушений, даже без прямого вмешательства в гены. По словам Лиге Ленга, снижение экспрессии менина в гипоталамусе с возрастом может быть одним из центральных механизмов старения. Менин, считает он, соединяет воедино генетические, воспалительные и метаболические пути, определяя скорость деградации тканей. Уменьшение его активности в вентромедиальном гипоталамусе способствует нейровоспалению, нарушению обмена веществ и системным проявлениям старения. Однако восстановление уровня этого белка или компенсация потери D-серина способно обратить часть возрастных изменений.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025