1 000 litrų geriamojo vandens iš oro kasdien: atradimas, galintis padėti milijonams žmonių

Metalo–organiniai karkasai, už kuriuos 2025 m. Nobelio chemijos premija skirta Omarui M. Yaghi, Susumu Kitagawai ir Richardui Robsonui, jau naudojami technologijoje, galinčioje iš oro pagaminti iki 1 000 litrų geriamojo vandens per parą.

Apie šį pritaikymą pranešė „Yahoo News“, remdamasi medžiagomis, kurios sugeria vandens molekules net sausame ore.

Su Yaghi darbais siejama bendrovė „Atoco“ šią technologiją pristato kaip sprendimą vietovėms, kuriose trūksta saugaus geriamojo vandens.

Nobelis skirtas trims chemikams

Karališkoji Švedijos mokslų akademija 2025 m. Nobelio chemijos premiją skyrė trims mokslininkams už metalo–organinių karkasų, dar vadinamų MOF, sukūrimą. Omar M. Yaghi dirba Kalifornijos universitete Berklyje, Susumu Kitagawa siejamas su Kioto universitetu Japonijoje, o Richardas Robsonas – su Melburno universitetu Australijoje.

Šios medžiagos sudarytos iš metalo jonų ir organinių molekulių, kurios suformuoja tvirtą, bet labai porėtą kristalinę struktūrą. Nobelio komitetas pabrėžė, kad per tokias ertmes gali judėti dujos ir kitos molekulės, todėl MOF gali būti taikomi vandens surinkimui, anglies dioksido gaudymui, dujų saugojimui ir cheminėms reakcijoms spartinti.

Vienas įrenginys – 1 000 litrų

„Yahoo News“ aprašytas vandens surinkimo iš oro įrenginys, paremtas MOF medžiagomis, gali pagaminti iki 1 000 litrų geriamojo vandens per dieną. Esminė detalė – vanduo gaunamas ne iš gręžinio, upės ar jūros, o iš ore esančios drėgmės.

„Atoco“ technologijoje porėta medžiaga pirmiausia pritraukia vandens molekules. Vėliau jos išlaisvinamos šildant medžiagą, o garai kondensuojami į skystą vandenį. Tokia schema leidžia naudoti šilumą kaip pagrindinį proceso variklį.

Vanduo paimamas iš oro

MOF medžiagos ypatingos tuo, kad jų vidinis paviršius yra labai didelis, nors pati medžiaga gali užimti nedaug vietos. Dėl šios struktūros jos gali sugerti konkrečias molekules, o vandens surinkimo atveju – kaupti ore esančią drėgmę.

Yaghi komanda dar prieš Nobelio premiją demonstravo vandens surinkimą naudojant saulės šilumą. Tokiuose bandymuose medžiaga naktį ar vėsesniu metu prisotindavo save drėgme, o pašildyta ją išleisdavo, kad vanduo būtų surenkamas kondensato pavidalu.

Veikia sausame ore

Šios technologijos taikinys – ne tik drėgni tropiniai regionai. MOF pagrindu sukurti vandens surinkimo sprendimai buvo pristatomi kaip tinkami ir sausoms vietovėms, kur oro drėgmė maža, bet ne nulinė.

Nobelio komitetas, aiškindamas laureatų darbo pritaikymą, atskirai minėjo galimybę rinkti vandenį iš dykumos oro. Ta pati medžiagų klasė taip pat gali būti projektuojama taip, kad gaudytų kitokias molekules – pavyzdžiui, anglies dioksidą arba pavojingas dujas.

Karkasai kuriami pagal paskirtį

Robsono, Kitagawos ir Yaghi darbai leido chemikams ne tik atsitiktinai gauti porėtas medžiagas, bet ir kurti jų struktūrą pagal numatomą funkciją. Keičiant metalo centrus ir organines jungtis, galima koreguoti ertmių dydį, chemines savybes ir molekules, kurias medžiaga pritraukia.

Būtent ši savybė tapo pagrindu vandens surinkimo įrenginiams. „Atoco“ atveju technologija nukreipta į geriamojo vandens gamybą iš atmosferos, o skelbiamas pajėgumas siekia iki 1 000 litrų per parą.

Šaltiniai:
https://sg.news.yahoo.com/nobel-prize-winning-breakthrough-turns-100100108.html
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2025/press-release/