Če ste gledali film Davida Lyncha Puščavski planet ali prebirali knjigo Franka Herberta, po kateri je bil posnet, potem veste, kako so pomanjkanje vode med peščenimi sipinami reševali tam – z oblekami, ki so vodo, izločeno iz telesa, filtrirale v pitno vodo. Prava prihodnost bo, kot kaže, nekoliko prijaznejša, predvsem pa bolj praktična. Naprava, s katero so se v reviji Science pohvalili znanstveniki s tehnološkega inštituta v Massachusettsu, bolj znanega kot MIT, ter s kalifornijske univerze Berkeley, lahko iz zraka izsesa skoraj tri litre vode na kilogram absorpcijskega materiala, ki ga vsebuje. Še bolj impresivno pa je to, da toliko vode iz zraka lahko dobi celo sredi puščave.
A za kaj pravzaprav gre in kako ta vodni sesalnik sploh deluje? Na videz izum spominja na kocko, v kateri je peni podobna mreža, ki zaradi svoje strukture deluje kot mogočen absorbent vode. Ko je naprava ponoči odprta, vanjo priteka zrak, z njim pa tudi molekule vode, ki jih mreža zagrabi in zadrži v sebi. Ko čez dan napravo, ki je na vrhu mreže prekrita s steklom, zapremo in izpostavimo soncu ali kateremu koli drugemu viru toplote, mreža vodne molekule izpusti v obliki pare, ta pa se nato v nižjem in hladnejšem delu naprave kondenzira in v tekoči obliki nakaplja v zbiralnik na dnu. Kilogram absorpcijskega materiala že zdaj lahko »proizvede« 2,8 litra vode na dan, vendar na Berkeleyju napovedujejo, da bodo učinkovitost naprave celo podvojili, hkrati pa znižali tudi njeno ceno, tako da bi si jo lahko privoščilo vsako gospodinjstvo.
Ključ v kovinsko-organski mreži
Material, ki spominja na peno, je znanstveno rečeno kovinsko-organska mreža (metal-organic framework – MOF), ki je sestavljena iz kovinskih atomov, na katere so pritrjene organske molekule, možnih pa je na tisoče različnih kombinacij kovine in organskih snovi. Prav toliko mrež, torej več tisoč, je v dobrih dvajsetih letih sestavil tudi kemik z Berkeleyja Omar Yaghi, ki je MOF odkril. Kovine in organske snovi, ki jih je spojil, je izbiral glede na to, kaj je želel, da njegova 3D-mreža absorbira, do zdaj pa so bili to predvsem kemikalije in plini, kot sta metan in vodik. MOF so doslej izdelali v dobrih 20.000 kombinacijah in samo čudimo se lahko, zakaj so se šele zdaj začeli ukvarjati s tem, ali lahko naredijo takšno mrežo, ki bo absorbirala vodo. Do tega vprašanja je Yaghi prišel šele, ko je s kolegico z MIT Evelyn Wang začel razvijati kovinsko-organske mreže za klimatske naprave v avtomobilski industriji, skupaj z njo pa nato razvil idejo, kako sintetizirati MOF, ki bo dobro absorbiral vodo, in to zlasti v okolju z nizko vlažnostjo.
»Imamo puščavska območja, kjer je samo 20-odstotna relativna vlažnost in obstaja velika potreba po pitni vodi, a do zdaj še ni bilo tehnologije, ki bi to potrebo izpolnila,« je za revijo Science povedala Evelyn Wang, pri tem pa mislila predvsem na drage tehnologije, ki so zbiranje vode omogočale v okoljih s stoodstotno relativno vlažnostjo ali meglo.
Ena naprava za celotno gospodinjstvo
Naprava, ki je rezultat skupinskega dela znanstvenikov z Berkeleyja in MIT, ne potrebuje nobenega dodatnega vira energije razen sonca oziroma njegove toplote, vse, kar bi moral početi njen uporabnik, pa je to, da jo vsake toliko časa odpre, da vanjo spusti zrak, pobere vodo in stvar prepusti naslednjemu ciklu. Glede na to, da je v zraku 13 bilijonov litrov vode, kar je desetina vode, ki jo najdemo v rekah in jezerih, ni skrbi, da bi je bilo premalo. Že 2,8 litra vode na dan oziroma 3,5 decilitra vode na uro, kolikor je naprava proizvede danes, je namreč dovolj, da preživi enega človeka – tudi v puščavi.
Načrti Berkeleyja in MIT glede na to, da se naš planet segreva in da bi bila naprava, ki sesa vodo iz suhega zraka, pomemben dejavnik v varčevanju z energijo in skrbi za okolje, segajo veliko dlje. Yaghijeva vizija je, da bi imeli v prihodnosti naprave, ki bi delovale zgolj na sončno energijo, v vsakem domu in da bi te izpolnile potrebe celotnega gospodinjstva. A preden bo to mogoče, bo treba najprej znižati njeno ceno. Kovinsko-organska mreža, ki vpija vodo, je za zdaj narejena na osnovi cirkonija, kovine, ki stane 150 dolarjev na kilogram, a se ga na srečo da zamenjati. Yaghi tako že razvija in preizkuša mreže, v katerih bi cirkonij nadomestil z aluminijem, ki je stokrat cenejši, vendar pa bi bil lahko enako učinkovit, kar bi pomenilo, da bi vodo nekoč lahko zbirali ne samo za pitje, ampak tudi za takšna opravila, kot je zalivanje.
