Superspons haalt water uit woestijnlucht
22 jan 2013, 14:01 • Nieuws
22-01-2013 | Een toevoeging voor katoen laat de stof uitzonderlijk veel water opnemen uit mistige lucht: 340 procent van het eigen gewicht. Een zegen voor woestijnachtige gebieden waar altijd watertekort is.
22-01-2013 | Een toevoeging voor katoen laat de stof uitzonderlijk veel water opnemen uit mistige lucht: 340 procent van het eigen gewicht. Een zegen voor woestijnachtige gebieden waar altijd watertekort is.
Het behandelde katoen laat dit water weer los als het warmer wordt, bij een bepaalde temperatuur.
Daardoor kan dit een oplossing zijn om woestijnachtige gebieden van water te voorzien, bijvoorbeeld voor landbouw. De resultaten van het onderzoek worden komende maand gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials.
De onderzoekers brachten een polymeerlaagje aan op katoen. Het behandelde katoen heeft tot 34 graden Celsius op microscopisch niveau een sponsachtige structuur. Het is 'hydrofiel': het neemt sterk water op. Door deze eigenschap neemt het katoen 340 procent van zijn eigen gewicht aan water op uit mistige lucht. Zonder het laagje is dat maar 18 procent.
Volledig zuiver
Boven 34 graden Celsius is de structuur van het met PNIPAAm behandelde katoen juist gesloten, waardoor het materiaal waterafstotend wordt. Dat heet ook wel 'hydrofoob'. Boven de 34 graden stoot het katoen vanzelf al het opgenomen water, dat volledig zuiver is, weer uit. Uit het onderzoek blijkt dat deze cyclus vele malen herhaald kan worden.
Boven 34 graden Celsius is de structuur van het met PNIPAAm behandelde katoen juist gesloten, waardoor het materiaal waterafstotend wordt. Dat heet ook wel 'hydrofoob'. Boven de 34 graden stoot het katoen vanzelf al het opgenomen water, dat volledig zuiver is, weer uit. Uit het onderzoek blijkt dat deze cyclus vele malen herhaald kan worden.
Inspiratie uit de natuur
Kevers in de woestijn kunnen water halen uit mist door druppeltjes te vangen op hun schild, die vervolgens naar hun mond rollen. Bepaalde spinnensoorten kunnen op soortgelijke wijze water verzamelen met hun spinsel. Deze kleine beestjes waren de inspiratiebron voor het nieuw ontwikkelde katoen, dat vocht opneemt uit mist en het later weer afgeeft, simpelweg als een gevolg van het dagelijkse temperatuurverloop.
Kevers in de woestijn kunnen water halen uit mist door druppeltjes te vangen op hun schild, die vervolgens naar hun mond rollen. Bepaalde spinnensoorten kunnen op soortgelijke wijze water verzamelen met hun spinsel. Deze kleine beestjes waren de inspiratiebron voor het nieuw ontwikkelde katoen, dat vocht opneemt uit mist en het later weer afgeeft, simpelweg als een gevolg van het dagelijkse temperatuurverloop.
Goedkoop
Dat maakt het materiaal mogelijk geschikt voor watervoorziening in woestijngebieden - veel woestijnen hebben 's nachts mist. Bijkomend voordeel is dat het basismateriaal - katoen - goedkoop is en meestal lokaal geproduceerd kan worden. De polymeertoevoeging maakt het wel iets duurder, maar er hoeft slechts 12 procent PNIPAAm bij, wat geen bijzonder duur materiaal is, vertelt onderzoeker dr. Catarina Esteves van de TU/e (Eindhoven).
Dat maakt het materiaal mogelijk geschikt voor watervoorziening in woestijngebieden - veel woestijnen hebben 's nachts mist. Bijkomend voordeel is dat het basismateriaal - katoen - goedkoop is en meestal lokaal geproduceerd kan worden. De polymeertoevoeging maakt het wel iets duurder, maar er hoeft slechts 12 procent PNIPAAm bij, wat geen bijzonder duur materiaal is, vertelt onderzoeker dr. Catarina Esteves van de TU/e (Eindhoven).
Direct op de akker
In sommige droge kustgebieden wordt al gewerkt met fijnmazige 'mistnetten', maar die werken anders: ze halen vocht uit mistige lucht doordat er langzaam druppels op groeien die naar beneden druppelen. Dat systeem is afhankelijk van sterke luchtstroming: wind. Het katoen van Esteves werkt ook zonder wind. Bovendien kan haar katoen direct op de plaats gelegd worden waar het water nodig is, bijvoorbeeld op de grond van een akker. Ook denkt ze aan heel andere toepassingen, zoals kampeertenten die 's nachts water verzamelen, of sportkleren die een zwetende sporter kurkdroog houden.
In sommige droge kustgebieden wordt al gewerkt met fijnmazige 'mistnetten', maar die werken anders: ze halen vocht uit mistige lucht doordat er langzaam druppels op groeien die naar beneden druppelen. Dat systeem is afhankelijk van sterke luchtstroming: wind. Het katoen van Esteves werkt ook zonder wind. Bovendien kan haar katoen direct op de plaats gelegd worden waar het water nodig is, bijvoorbeeld op de grond van een akker. Ook denkt ze aan heel andere toepassingen, zoals kampeertenten die 's nachts water verzamelen, of sportkleren die een zwetende sporter kurkdroog houden.
Verder optimaliseren
Het onderzoek werd geleid door hoogleraar John Xin van PolyU en dr. Catarina Esteves van de TU/e. Zij gaan nu onderzoeken hoe ze de kwaliteit van het nieuwe materiaal kunnen optimaliseren. Onderzoeker Esteves hoopt dat het katoen nog meer water op kan nemen. Ook verwacht ze de omslagtemperatuur te kunnen aanpassen, waardoor het water al bij een lagere temperatuur vrijkomt.
Het onderzoek werd geleid door hoogleraar John Xin van PolyU en dr. Catarina Esteves van de TU/e. Zij gaan nu onderzoeken hoe ze de kwaliteit van het nieuwe materiaal kunnen optimaliseren. Onderzoeker Esteves hoopt dat het katoen nog meer water op kan nemen. Ook verwacht ze de omslagtemperatuur te kunnen aanpassen, waardoor het water al bij een lagere temperatuur vrijkomt.
Loading articles...
Loading
