Chytré krystaly mění tvar pod UV světlem a sbírají vodu ze vzduchu: naděje pro suché oblasti

Tým chemiků z University of Iowa vyvinul inovativní krystalickou strukturu, která dokáže zachytávat vodu přímo ze vzduchu a ukládat ji v mikroskopických dutinách.

Tým chemiků z University of Iowa vyvinul inovativní krystalickou strukturu, která dokáže zachytávat vodu přímo ze vzduchu a ukládat ji v mikroskopických dutinách. Tento průlomový materiál, založený na kovově-organických strukturách (MOF), nabízí zcela nový přístup k získávání atmosférické vody a funguje pouze za pomoci slunečního světla.

Zpočátku materiál neobsahoval žádné použitelné dutiny pro skladování vody. Klíčový objev nastal, když byla struktura vystavena ultrafialovému (UV) světlu. UV záření vyvolalo chemickou přeměnu uvnitř krystalu, která změnila jeho vnitřní architekturu a vytvořila drobné dutiny schopné zachytávat molekuly vody ze vzduchu. Vědci tento proces pozorovali na mikroskopické úrovni pomocí rentgenové difrakce a potvrdili přítomnost vody v nově vzniklých dutinách.

Podle Leonarda MacGillivrayho, profesora chemie, jde o způsob, jak zachytit a uložit vodu, který vyžaduje pouze sluneční světlo. Krystalickou mřížku lze transportovat a vodu z ní uvolnit na vyžádání. Organické vazby uvnitř MOF se přeskládají do nové konfigurace, čímž se otevřou prostory sloužící jako úložiště vody. Systém dokáže v laboratorních podmínkách uložit přibližně 5 % své hmotnosti ve vodě. Ačkoliv se toto množství na úrovni jednoho krystalu zdá malé, vědci věří, že zvětšením architektury by se celkový potenciál pro zachycování vody mohl výrazně zvýšit.

Výzkumníci označují materiál za „inteligentní“, protože zachycování vody je záměrně spouštěno světlem, které je volně dostupné ze slunce. Koncept by mohl pomoci vyvinout nové technologie pro získávání vody v oblastech trpících vážným nedostatkem. Krystaly se navíc sestavují samy, což v budoucnu umožňuje potenciální velkovýrobu materiálu. Současná verze je však stále pouze důkazem konceptu. Materiál používá kadmium jako testovací prvek, který by musel být nahrazen bezpečnějšími alternativami před reálným nasazením. Budoucí práce se zaměří na zlepšení účinnosti zachycování vody a testování spolehlivosti systému mimo kontrolované laboratorní podmínky. Studie byla publikována v časopise Journal of the American Chemical Society.