حذف نمک از آب دریا توسط ماده اسفنجی و نیروی خورشید

بیشتر آب زمین در اقیانوس‌ها قرار دارد و برای آشامیدن بسیار شور است. کارخانه‌های آب شیرین‌کن می‌توانند آب دریا را قابل آشامیدن کنند، اما به مقادیر زیادی انرژی نیاز دارند. اکنون، محققان گزارش می‌دهند، ماده‌ای اسفنج‌مانند با محفظه‌های هوای میکروسکوپی و طویل توسعه داده‌اند که از نور خورشید و یک پوشش پلاستیکی ساده برای تبدیل آب شور به آب شیرین استفاده می‌کند. یک آزمایش اثبات مفهوم در فضای باز با موفقیت آب آشامیدنی را در نور طبیعی خورشید تولید کرد و گامی به سوی نمک‌زدایی کم‌انرژی و پایدار برداشت.
این اولین باری نیست که دانشمندان مواد اسفنجی ایجاد کرده‌اند که از نور خورشید به عنوان منبع انرژی پایدار برای تمیز کردن یا نمک‌زدایی آب استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، یک هیدروژل الهام گرفته از لیف با پلیمرهایی در داخل منافذ آن بر روی آب آلوده به کروم آزمایش شد و هنگامی که توسط خورشید گرم شد، هیدروژل به سرعت بخار آب تمیز و قابل جمع‌آوری را از طریق تبخیر آزاد کرد. اما در حالی که هیدروژل‌ها نرم و پر از مایع هستند، آئروژل‌ها سفت‌تر هستند و حاوی منافذ جامدی هستند که می‌توانند آب مایع یا بخار آب را منتقل کنند. آئروژل‌ها به عنوان وسیله‌ای برای نمک‌زدایی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند، اما عملکرد تبخیر آنها محدود است، که با افزایش اندازه ماده کاهش می‌یابد.
محققان خمیری حاوی نانولوله‌های کربنی و نانوفیبرهای سلولزی ساختند و سپس آن را روی یک سطح یخ‌زده چاپ سه‌بعدی کردند و به هر لایه اجازه دادند قبل از اضافه شدن لایه بعدی، جامد شود. این فرآیند، ماده‌ای اسفنج‌مانند با سوراخ‌های عمودی ریز با توزیع یکنواخت، هر کدام حدود 20 میکرومتر عرض، ایجاد کرد. آنها قطعات مربعی از این ماده را با اندازه‌های مختلف از 0.4 اینچ عرض (1 سانتی‌متر) تا حدود 3 اینچ عرض (8 سانتی‌متر) آزمایش کردند و دریافتند که قطعات بزرگتر، آب را از طریق تبخیر با سرعتی به همان اندازه قطعات کوچکتر آزاد می‌کنند.
در یک آزمایش در فضای باز، محققان این ماده را در یک فنجان حاوی آب دریا قرار دادند و آن را با یک پوشش پلاستیکی منحنی و شفاف پوشاندند. نور خورشید بالای ماده اسفنجی را گرم کرد و فقط آب، نه نمک، را به بخار آب تبدیل کرد. بخار جمع شده روی پوشش پلاستیکی به صورت مایع، آب تمیز را به لبه‌ها منتقل کرد، جایی که به یک قیف و ظرف زیر فنجان چکه می‌کرد. پس از 6 ساعت قرار گرفتن در معرض نور طبیعی خورشید، سیستم حدود 3 قاشق غذاخوری آب آشامیدنی تولید کرد.