Marrakech, 1 Mar. (Maroc-Actu) –
Un hydrogel spécialement mis au point et contenant un sel hygroscopique a démontré une capacité pour extraire rapidement de grandes quantités d’eau douce de l’air.
Une nouvelle étude, publiée dans la revue Angewandte Chemiemontre que le sel améliore l’absorption d’humidité du gel, ce qui le rend adapté à la collecte d’eau dans les régions sèches.
Les hydrogels ont une étonnante capacité à gonfler et à absorber l’eau. Dans la vie de tous les jours, ils sont utilisés dans les bandages, les couches et bien d’autres pour retenir l’humidité.
Ce faisant, le polymère sous-jacent gonfle considérablement en incorporant de l’eau. Cependant, à ce jour, l’utilisation de cette propriété pour produire de l’eau douce à partir de l’eau atmosphérique n’a pas été réalisable, car la collecte de l’humidité de l’air est encore trop lente et inefficace.
D’un autre côté, l’absorption d’humidité pourrait être améliorée par l’ajout de sels hygroscopiques. qui peut rapidement éliminer de grandes quantités d’humidité de l’air. Cependant, les sels hygroscopiques et les hydrogels ne sont généralement pas compatibles, car une grande quantité de sel influence la capacité de gonflement de l’hydrogel et dégrade donc ses propriétés. En outre, les ions de sel ne sont pas étroitement coordonnés dans le gel et sont facilement éliminés par lavage.
Le spécialiste des matériaux Guihua Yu et son équipe de l’université du Texas à Austin ont surmonté ces problèmes en mettant au point un hydrogel particulièrement « respectueux du sel ». Comme le montre leur étude, ce gel acquiert la capacité d’absorber et de retenir l’eau lorsqu’il est associé à un sel hygroscopique. Grâce à leur hydrogel, l’équipe a pu extraire en 24 heures près de six litres d’eau pure par kilogramme de matériau à partir d’un air présentant une humidité relative de 30 %.
La base du nouvel hydrogel était un polymère construit à partir de molécules zwitterioniques. Les polyzwitteriones portent des groupes fonctionnels chargés positivement et négativement, ce qui a permis au polymère de mieux réagir au sel dans ce cas. Au départ, les brins moléculaires du polymère étaient étroitement entremêlés, mais lorsque les chercheurs ont ajouté le sel de chlorure de lithium, les brins se sont relâchés et un hydrogel spongieux et poreux s’est formé. Cet hydrogel chargé du sel hygroscopique était capable d’incorporer rapidement et facilement des molécules d’eau..
En fait, l’incorporation de l’eau était si rapide et si facile que l’équipe a pu mettre en place un système cyclique pour la séparation de l’eau en continu. Ils ont laissé l’hydrogel pendant une heure pour absorber l’humidité atmosphérique, puis ont séché le gel dans un condensateur pour recueillir l’eau condensée. Ils ont répété cette procédure plusieurs fois sans perte substantielle de la quantité d’eau absorbée, condensée ou collectée.
Yu et son équipe affirment que l’hydrogel préparé « devrait être optimal pour une récolte efficace de l’humidité en vue d’un potentiel rendement quotidien en eau ». Ils ajoutent que les hydrogels polyzwitterioniques pourraient jouer un rôle clé à l’avenir pour récupérer l’eau atmosphérique dans les régions arides et touchées par la sécheresse.
