• Azaltzailea: zer da hidrogel bat?
• Eskuma uxatzen duena eta oso azkarra
• Eguzkiak bultzatuta

Gel berri batek ur zikinak belaki har ditzake. Ura beranduago ateratzen denean, garbi eta fresko ateratzen da.

Material berria hidrogel bat da, hari itxurako molekulen korapilo belartsuak, urari itsatsi eta xurgatzen dituena. Ale-kate bat bezala, polimero izeneko molekula handiz egina dago, unitate errepikakorretatik lotzen direnak. Ur zikinetan eserita dagoen hidrogel zahar arrunt bat kanpotik zikinduko litzateke. Ur garbia berriro zikinduko zen geletik ateratzen zenean. Baina hidrogel berria autogarbitzen da.

Azaltzailea: zer da hidrogel bat?

Ur kutsatuan erortzen denean, gelak ura xurgatzen du. Hala ere, norbait gaixotu dezaketen gauzetarako sarrera blokeatzen du. Horien artean bakterioak, olioak, metal astunak eta gatzak daude. Hidrogel osoan zehar polimero sare berezi batek gelaren gainazaleko olioa eta bakterioak uxatzen ditu. Beraz, jarri gel hau uretan eta kanpoan dagoen edozein olio berehala salto egiten du, dio Xiaohui Xu-k. New Jerseyko Princeton Unibertsitateko ingeniari kimikoa da. Bere laborategiak gel berria sortu zuen.

Gela eguzkiaren argitan berotzen uzteak orain iragazitako ura bere burua estutzen du.

«Familientzako ur purua egiteko modu bikaina izan daiteke. ", dio Edward Cusslerrek. Minneapoliseko Minnesotako Unibertsitateko ingeniari kimikoa da eta ez zen ikerketan parte hartu. Gela horrek gaixotasunak izateko arriskua murriztu dezake. Oraintxe bertan, ur zikina edateak 1,5 milioi pertsona baino gehiago hiltzen ditu bakoitzakurtean.

Ikertzaileek material berria deskribatu zuten otsailaren 22an ACS Central Science .

Eskuma uxatzen duena eta oso azkarra

Laborategian, Xuren taldeak gelak uxatzeko duen gaitasuna probatu zuen E. coli bakterioak. Gela mikrobioz kutsatutako uretatik atera zutenean, ez zuen E. coli autoestopistak. Hala ere, Xuek adierazten du, beste bakterio batzuk itsasteko gai izan daitezke E. coli ezin. Horregatik, bere taldea mikrobioak blokeatzea baino gehiago egiten duen gelaren bertsio berri batean ari da lanean. Horiek ere hilko ditu.

Ordu batean, gel berriak 26 litro inguru (7 litro) ur garbi garbi ditzake metro karratuko material bakoitzeko. Nibedita Nandik uste du teknologia honek edateko ur eskasaren arazoak konpontzeko modu berriak desblokeatu ditzakeela. Nandik biokimika ikasten du Alemaniako Friburgoko Unibertsitatean. Berak ere ez zuen parte hartu gelaren sorreran. Nahikoa ur garbitu dezake norbaitek edateko, garbitzeko eta etxeko beste zeregin batzuetarako eguneroko beharrak asetzeko, esan du.

Material berriak ura xurgatzen eta askatzen du lehenago ura arazteko gelek baino azkarrago. Ura garbitzeko hidrogel gehienen hari itxurako molekulek ura burbuila antzeko espazioen barruan harrapatzen dute. Horrek ura berriro ateratzea zaila izan daiteke. Baina gel berrian, "poro irekiko egitura paregabea sortu genuen", dio Xuk.

Bere taldearen inspirazioa lufa izan zen, lehortzean belaki itxura bihurtzen den fruitua. Molekula korapilatuakGel berriaren barnean loofah-aren zuntz konektatuen itxura dute, Xuek dioenez. Ura erraz kanporatzen uzten dute.

Argazki eta mikroskopioko irudi hauek lufa fruituaren egitura naturala (ezkerrean) eta lufa inspiratutako hidrogelarena (eskuinean) erakusten dute. Xu et al/ ACS Central Science2023 (CC BY 4.0)

Eguzkiak bultzatuta

Uraren arazketa askotan energia asko behar du. Hidrogel berriak ez. Eguzkiaren argiarekin ibiltzen da. Cusslerrentzat, hori da zatirik politena.

Gelaren harien zatiek ura erakartzen dute eta beste zati batzuek ura uxatzen dute, azaldu du Xuk. Tenperatura freskoetan, ura erakartzeko indarrak dira indartsuenak. Beraz, gelak ura xurgatzen du.

Estaldura beltz batek gela azkar berotzen laguntzen du eguzkiaren argitan. Gela berotu ahala, bere hari itxurako molekulek ura eusteko gaitasuna galtzen dute. Hala ere, ura erakartzen duten atal hauek ahultzen diren heinean, ura uxatzeko indarrak berdin jarraitzen dute.

Diagramako (ezkerrean) barrek gel berriaren ura arazteko eraginkortasuna erakusten dute. Gela lau koloratzailez jositako uretan jarri zen: kristal bioleta (CV), metil urdina (MB), rodamina 6G (R6G) eta metil laranja (MO). Argazkiak (eskuinean) arazketaren aurretik (goian) eta ondoren (behean) uraren kolorea erakusten dute. Xu et al/ ACS Central Science2023 (CC BY 4.0); L. Steenblik Hwang-ek egokitua

Ura erakartzeko indarrak 33º Celsius-ekin (91º Fahrenheit) bihurtzen dira ahulenak. Orduan ur garbia ateratzen da.

Gela txikitzen deneanbero dago eta hozten denean zabaltzen da. Hori da material gehienek beroketari erantzuten diotenaren kontrakoa. Baina tenperatura epeletan murriztea honek belakiak funtsean ura nola zimurtzen duen azaltzen du.

Propietate bitxi horrek hidrogel hau lagungarria izan daiteke robotikan. Gelarekin eraikitako makinek beste material batzuekin egindako gailuek ezin duten portaera izan dezakete. Imajinatu esku robotiko hidrogel bat, dio Xuek. Tenperatura aldaketek "egitura osoa konformatzea edo modu jakin batean erantzutea... agian zerbait ulertzea" eragin dezakete.

Cussler-ek ere ideiak ditu. Gela likido batzuei, hala nola esneari edo laranja zukuari, gehi dakiekeela dio, deshidratatzeko. Horrek errazagoa izango luke bidaltzea. Edo antzua egin zitekeen, gela odoletik ura kentzeko ere erabil liteke gordetzeko edo garraiatzeko.

Teknologiari eta berrikuntzari buruzko berriak aurkezten dituen serie bateko bat da. posible da Lemelson Fundazioaren laguntza eskuzabalarekin.