Stworzono materiał do „niekończącej się flaszki”, która samodzielnie wydobywa wilgoć z powietrza przy świetle słonecznym

Nowy sposób pozyskiwania wody z powietrza: fotowo-aktywowalny MOF

Chemicy Uniwersytetu Iowa odkryli niezwykłą metodę wyciągania wilgoci z atmosfery, która nie wymaga energii do samego procesu. Zamiast tradycyjnych porowatych absorpcyjników stworzyli krystaliczną strukturę aktywowaną światłem słonecznym i wrażliwą na ultrafiolet (UV). Taki „niekończący się flasz” może zbierać wodę z powietrza bez zewnętrznych kosztów.

Co to jest MOF?
Mowa o metalowo-organicznych ramach (MOF) – materiałach, w których atomy metalu tworzą wierzchołki siatki, a pomiędzy nimi łączą się cząsteczki organiczne. Przy zerwaniu wiązań metalowych do ich miejsca wstawiana jest organika, tworząc ogromne wewnętrzne puste przestrzenie. Te „pudełka” można dopasować pod potrzebny rozmiar cząsteczek: zatrzymują tylko te substancje, które fizycznie zmieszczą się w środku. Dzięki temu MOF wykorzystuje się do wychwytywania CO₂, toksycznych gazów i nawet przydatnych związków.

Jak działa nowy materiał
Naukowcy z Iowa dodali do zwykłego MOF specjalną reakcję na promieniowanie UV:

1. Bez oświetlenia – siatka cząsteczek jest gęsta, nie ma przestrzeni na wodę.

2. Po naświetlaniu ultrafioletem – struktura zmienia konfigurację, otwierają się mikroskopijne korytarze.

3. Analiza rentgenowska wykazała obecność cząsteczek wody w tych nowych komorach.

W ten sposób materiał „aktywowuje” światłem słonecznym: dopóki nie jest oświetlony, pozostaje suchy; przy świetle otwierają się pory i woda zostaje pochłonięta.

Rezultaty eksperymentu laboratoryjnego
- Wilgotność – w warunkach laboratoryjnych MOF utrzymywał około 5 % wody względem własnej masy.

- Porównanie z najlepszymi systemami – obecnie jest mniej niż niektóre już istniejące systemy MOF do zbierania wody, ale to tylko potwierdzenie zasady działania.

Perspektywy
Ten eksperyment demonstruje możliwość stworzenia „inteligentnych” sorbentów, które nie tylko pasywnie pochłaniają wilgoć, lecz aktywują się światłem słonecznym. Otwiera to drogę do dalszego rozwoju materiału i zwiększenia jego efektywności w praktycznym zastosowaniu przy ograniczonych zasobach energii.