Les scientifiques ont identifié des matériaux hautement absorbants capables d'extraire des quantités record d'eau potable de l'air. L'appareil ouvre la voie à des technologies capables de faire face aux urgences hydriques dans les zones les plus sèches de la planète.
Pour les pays en développement, le manque d' accès à l'eau potable représente l'une des plus grandes menaces environnementales et sanitaires.
Aux nombreux projets menés ces dernières années pour assurer l'approvisionnement en eau des pays les plus pauvres du monde, s'ajoute aujourd'hui celui des scientifiques du Laboratoire de Physique Appliquée (APL) à Laurel, Maryland.
Les chercheurs ont identifié des matériaux hautement absorbants capables d' extraire des quantités records d'eau potable de l'air mince, et les nouveaux tests qu'ils effectuent pourraient conduire au développement de technologies pour fournir de l'eau potable aux zones arides de la planète.
L'équipe de chercheurs, dirigée par Zhiyong Xia, Matthew Logan et Spencer Langevin, a décrit leurs travaux dans des rapports scientifiques, expliquant comment ils ont réussi à exploiter des structures métal-organiques (MOF) pour absorber l'eau de l'environnement.
Les cristaux de ces composés se comportent en effet comme des éponges et sont capables de capter, stocker et libérer des quantités importantes de substances, dont l'eau.
Potentiellement, si un seul gramme de cristaux était placé dans un terrain de football inondé, le matériau serait capable d'absorber toute l'eau présente dans tout le terrain.
Caractéristiques vraiment intéressantes, qui avaient déjà été étudiées dans le passé. Cependant, les travaux antérieurs n'avaient pas conduit au développement d'une méthode qui permettrait de produire de l'eau efficacement .
«Les premières expériences ont montré que le concept pouvait fonctionner. Mais le problème était la capacité. D'autres équipes de recherche ont pu produire jusqu'à 1,3 litre d'eau par jour et par kilogramme de substance dans des conditions arides - assez pour une personne.
Une meilleure compréhension des propriétés de la structure qui contrôlent l'absorption et la libération est nécessaire pour créer un dispositif de collecte d'eau optimal. »A commenté Xia dans un communiqué.
© Johns Hopkins APL
Avec cette nouvelle recherche, un bien meilleur résultat a été obtenu , en testant différents types de cristaux et en découvrant, pour certains d'entre eux, une capacité d'absorption presque sept fois supérieure.
Les chercheurs ont étudié une série de MOF, étudiant les mécanismes qui régissent leur cinétique de séquestration de l'eau et calculant la quantité d'eau qu'ils peuvent absorber.
Ils ont ensuite exploré l'impact de la température, de l'humidité et d'autres caractéristiques environnementales sur le processus d'adsorption et de libération pour trouver des conditions optimales .
«Nous avons identifié un MOF capable de produire 8,66 litres d'eau par jour et par kilogramme dans des conditions idéales, une découverte extraordinaire.
Cela nous aidera à approfondir notre compréhension de ces matériaux et à guider la découverte des méthodes de récupération de l'eau de la prochaine génération », a expliqué Xia.
Xia et son équipe explorent maintenant d'autres MOF avec des propriétés différentes pour évaluer leur performance dans des environnements particulièrement secs et pour déterminer les configurations MOF qui permettent une absorption optimale.
APL a également développé des méthodes dans le passé pour éliminer les métaux lourds et les substances toxiques de l'eau et grâce aux efforts et à la coopération des chercheurs, le laboratoire obtient d'excellents résultats en étant en mesure d' offrir de l'eau propre aux personnes qui n'y ont pas accès aujourd'hui.
«Nous sommes impatients de sauver la planète, une goutte à la fois», a déclaré Ally Bissing-Gibson, chef du programme des sciences biologiques et chimiques de l'APL.
Sources de référence: Nature, Scientific Reports / Johns Hopkins University
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