Por milhares de anos, pessoas no Oriente Médio e na América do Sul extraíram água do ar para ajudar a sustentar suas populações. Inspirando-se nesses exemplos, pesquisadores agora estão desenvolvendo um leve, colheitadeira de água doce movida a bateria que algum dia poderia tirar até 10 galões por hora do ar, mesmo em locais áridos. Eles dizem que seu método baseado em nanofibras pode ajudar a lidar com a escassez de água moderna devido à mudança climática, poluição industrial, secas e esgotamento das águas subterrâneas.

Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje no 256º Encontro e Exposição Nacional da American Chemical Society (ACS).

"Eu estava visitando a China, que tem um problema de escassez de água doce. Há investimento no tratamento de águas residuais, mas eu pensei que o esforço por si só era inadequado, "Shing-Chung (Josh) Wong, Ph.D., diz. Em vez de depender de águas residuais tratadas, Wong achou que seria mais prudente desenvolver um novo tipo de coletor de água que pudesse aproveitar as abundantes partículas de água na atmosfera.

A coleta de água do ar tem uma longa história. Milhares de anos atrás, os incas da região andina coletavam orvalho e o canalizavam para cisternas. Mais recentemente, alguns grupos de pesquisa têm desenvolvido coletores de névoa e névoa maciços nas montanhas andinas e na África.

Para miniaturizar a geração de água e melhorar a eficiência, Wong e seus alunos da Universidade de Akron se voltaram para polímeros eletrofiados, um material com o qual já haviam trabalhado por mais de uma década. A eletrofiação usa forças elétricas para produzir fibras poliméricas que variam de dezenas de nanômetros até 1 micrômetro - um tamanho ideal para condensar e espremer as gotas de água do ar. Esses polímeros de fibra em nanoescala oferecem uma relação área de superfície para volume incrivelmente alta, muito maior do que o fornecido pelas estruturas e membranas típicas usadas em destiladores de água.

Experimentando diferentes combinações de polímeros que eram hidrofílicos - que atraem água - e hidrofóbicos - que descarregam água, o grupo concluiu que um sistema de captação de água poderia de fato ser fabricado usando tecnologia de nanofibras. O grupo de Wong determinou que sua membrana de polímero poderia colher 744 mg / cm ² / h, que é 91 por cento maior do que membranas projetadas de forma semelhante sem essas nanofibras.

Ao contrário dos métodos existentes, O harvester de Wong poderia funcionar em ambientes áridos desérticos por causa da alta proporção entre área de superfície e volume da membrana. Ele também teria um requisito mínimo de energia. "Poderíamos dizer isso com segurança, com os avanços recentes em baterias de íon-lítio, poderíamos eventualmente desenvolver um menor, dispositivo do tamanho de uma mochila, " ele diz.

O que mais, O design de nanofibras de Wong simultaneamente pega água e a filtra. A rede de fibra eletrofiada pode atuar como uma superfície anti-incrustação, eliminando micróbios que poderiam se acumular na superfície da colheitadeira. Assim, a água seria "límpida e livre de poluentes" e imediatamente potável depois de coletada, ele diz.

Próximo, Wong espera obter financiamento adicional para construir um protótipo da colheitadeira de água doce. Ele antecipa isso, uma vez que sua equipe é capaz de produzir o protótipo, deve ser barato de fabricar.