Американські матеріалознавці розробили наноструктурований гідрогель, який може очищати і опрісняти воду шляхом її випаровування за рахунок сонячної енергії. Такий матеріал використовує до 94 відсотків від усієї енергії сонячного світла, що падає на нього, і дозволяє в день отримувати до 23 літрів опрісненої води з одного квадратного метра поверхні, пишуть вчені в статті в.
Одним з найбільш перспективних способів очищення і опріснення води вважається методика випаровування води за рахунок сонячної енергії (solar vapor generation). При використанні такого методу сонячне світло спочатку поглинається зануреним у воду сонячним генератором пара, що призводить до випаровування води, яка потім збирається в очищеному або опрісненому вигляді. Зазвичай як основний матеріал генератора пропонують використовувати наночастинки, здатні поглинати сонячне світло, або наноструктуровані матеріали з великою площею поверхні. Тим не менш, існуючі на даний момент прототипи сонячних генераторів пара або недостатньо ефективно використовують енергію сонячного світла для випаровування води, або використовують занадто дорогі методи оптичного фокусування світла, тому поки їх практичне застосування не виправдане.
Для вирішення цієї проблеми американські матеріалознавці під керівництвом Юя Гуйхуа (Guihua Yu) з Техаського університету в Остіні запропонували використовувати в якості матеріалу сонячного генератора пара наноструктурований гідрогель з ієрархічною системою пор з полівінілового спирту і поліпірролу. Отриманий вченими матеріал не тільки містить складну систему пор, що складається з широких міліметрових порожнин, мікрометрових каналів і нанометрових пор між полімерними молекулами, але і здатний поглинати практично все сонячне світло у видимій та інфрачервоній областях спектра.
За задумом вчених, генератор, що складається з такого гідрогелю, плаває по поверхні води, тому поглинання світла призводить до нагрівання зовнішньої поверхні матеріалу і випаровування води в нанопорах. За рахунок ієрархічної системи каналів у ці пори з резервуара безперервно підводиться все нова вода, при цьому через нерівномірний розігрів матеріалу практично повністю вдається придушити розігрів води в резервуарі, так що вся сонячна енергія йде тільки на випаровування.
Вимірювання ефективності розробленого прототипу сонячного генератора пара показали, що на випаровування йде до 94 відсотків енергії падаючого на поверхню матеріалу сонячного світла, що призводить до отримання до 3,2 кілограмів пара з одного квадратного метра поверхні на годину. Крім того, такий матеріал здатний і на довготривалу роботу: за словами вчених, за день з квадратного метра поверхні солоної води можна отримати від 18 до 23 літрів опрісненої води.
Вчені стверджують, що запропонований ними метод можна використовувати для очищення і опріснення практично будь-якої води (наприклад, він був перевірений на воді з Мертвого моря), при цьому він значно ефективніше і дешевше практично всіх сучасних способів дистиляції.
Іншим перспективним матеріалом для очищення води від розчинених у ній солей вважаються почесні матеріали. Опрісняти воду сонячним світлом пропонують, наприклад, за допомогою оксиду графена. Також графенові мембрани дозволяють збільшити міцність таких пристроїв. Ще більш перспективним матеріалом для створення мембран, що опрісняють воду, називають і інший почесний матеріал - дисульфід молібдену.