수세미에서 영감을 얻은 이 태양 구동 젤은 하루에 필요한 모든 물을 정화할 수 있습니다.

[아름이]

수세미에서 영감을 얻은 이 태양 구동 젤은 하루에 필요한 모든 물을 정화할 수 있습니다.
날짜:
2023년 2월 8일
원천:
미국화학학회
요약:
인구가 증가하고 오염이 담수원에 영향을 미치면서 깨끗한 물에 대한 접근이 어려워지고 있습니다. 햇빛을 사용하여 더러운 물을 정화하는 현재 개발 중인 장치는 매일 최대 몇 갤런의 물만 생성할 수 있습니다. 그러나 이제 ACS Central Science의 연구원들은 수세미 스폰지가 흐린 날씨에도 누군가의 일상적인 필요를 충족시키기에 충분한 물을 잠재적으로 정화할 수 있는 햇빛 동력 다공성 하이드로겔에 영감을 준 방법을 보고합니다.

전체 이야기
인구가 증가하고 오염이 담수원에 영향을 미치면서 깨끗한 물에 대한 접근이 어려워지고 있습니다. 햇빛을 사용하여 더러운 물을 정화하는 현재 개발 중인 장치는 매일 최대 몇 갤런의 물만 생성할 수 있습니다. 그러나 이제 ACS Central Science 의 연구원들은 수세미 스폰지가 흐린 날씨에도 누군가의 일상적인 필요를 충족시키기에 충분한 물을 잠재적으로 정화할 수 있는 햇빛 동력 다공성 하이드로겔에 영감을 준 방법을 보고합니다.

이전에 연구원들은 햇빛에 의한 증발이 물을 정화하는 저에너지 방법이 될 수 있다고 제안했지만 이 접근 방식은 흐린 날에는 잘 작동하지 않습니다. 하나의 솔루션은 온도 반응성 하이드로겔, 특히 폴리( N- isopropyl acrylamide) (PNIPAm), 더 차가운 온도에서 물을 흡수하는 것에서 가열되면 물을 밀어내는 것으로 전환합니다. 그러나 기존의 PNIPAm 젤은 닫힌 모공 때문에 사람들의 일상적인 요구를 충족할 만큼 빠르게 깨끗한 물을 생성할 수 없습니다. 반대로 많은 사람들이 샤워할 때 각질을 제거하기 위해 사용하는 천연 수세미는 크고 열려 있으며 서로 연결된 모공을 가지고 있습니다. 그래서 Rodney Priestley, Xiaohui Xu 및 동료들은 PNIPAm 기반 하이드로겔에 수세미의 구조를 복제하여 상온에서 물을 빠르게 흡수하고 밝거나 흐린 날씨에서 태양 광선에 의해 가열될 때 정제된 물을 빠르게 방출할 수 있는 물질을 만들고자 했습니다. 정황.

연구원들은 천연 수세미와 유사한 열린 기공 구조를 가진 PNIPAm 하이드로겔을 만들기 위해 독특하게 다른 중합 매체로 물과 에틸렌 글리콜 혼합물을 사용했습니다. 그런 다음 그들은 불투명한 하이드로겔의 내부 기공을 폴리도파민(PDA)과 폴리(설포베타인 메타크릴레이트)(PSMBA)로 코팅하고 태양의 힘과 동등한 인공 조명을 사용하여 이 물질을 테스트했습니다. 상온에서 물을 흡수하고 인공 조명으로 가열하면 저장된 물의 70%를 10분 만에 방출했는데, 이는 이전에 보고된 흡수 젤보다 4배 더 빠른 속도입니다. 연구원들은 이 속도로 재료가 사람의 일상적인 수요를 충족시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 말합니다. 그리고 낮은 조명 조건에서 부분적으로 흐린 하늘을 복제하면

마지막으로 새로운 수세미 같은 소재는 유기 염료, 중금속, 오일 및 미세 플라스틱으로 오염된 샘플에서 테스트되었습니다. 모든 테스트에서 젤은 물을 상당히 더 깨끗하게 만들었습니다. 예를 들어, 2주기의 처리에서 약 40ppm의 크롬이 포함된 물 샘플이 흡수된 다음 0.07ppm 미만의 크롬(음용수 허용 한도)으로 방출되었습니다. 연구원들은 그들이 만든 독특한 하이드로겔 구조가 약물 전달, 스마트 센서 및 화학적 분리와 같은 추가 응용 분야에 유용할 수 있다고 말합니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/