Vesi vanhin voitehista

Singaporen kansallisen yliopiston (NUS) professori Tan Swee Chingin johtama tutkijoiden ryhmä on keksinyt uudenlaisen geelimäisen hydrogeelin, joka toimii kahdeksan kertaa paremmin kuin kaupalliset kuivausaineet, estää auringonvaloa, johtaa sähköä ja antaa tehoa pienille laitteille.

Hydrogeelit sisältävät suuria määriä vettä ja tavallisesti niitä käytetään piilolinsseissä, haavasidoksissa ja henkilökohtaisissa hoitotuotteissa. Kuitenkaan hydrogeelien kykyä imeä vettä ympäröivästä ilmasta ei ole tutkittu kovin hyvin.

Nyt kehitetty hydrogeeli on sinkkioksidimuoto geelimäisessä muodossa. Tutkijat havaitsivat, että se osoittaa mielenkiintoisia optisia, sähköisiä ja sähkökemiallisia ominaisuuksia.

Ympäristöstä otetun veden myötä uusi hydrogeeli muuttuu läpikuultavaksi ja vähentää infrapunan siirtoa noin 50 prosenttia. Täten sitä voidaan käyttää älykkäänä ikkunamateriaalina estämään lämmön tuloa auringonvalosta samalla, kun sen läpinäkyvyys heikkenee.

Toinen mielenkiintoinen sovellus on toimia johtavana musteena elektronisten laitteiden piirilevyissä. Materiaalin geelimäinen rakenne tekee siitä erittäin houkuttelevan joustavaan elektroniikkaan.

Tutkimusryhmä huomasi myös, että hydrogeeli voi tuottaa noin 1,8 voltin verran sähköä. Siten materiaalia voidaan käyttää myös hätätehonlähteenä tilanteissa, joissa ei ole auringonvaloa tai sähkönsyöttöä.

Myös Pekingissä sijaitseva Tsinghuan yliopisto tutkijat ovat osoittaneet, että kosteutta voidaan hyödyntää uutena ympäristöstä kerättävänä pienenergian tuottajana.

Tutkijoiden kosteusperustainen energian keruulaite perustuu vahvasti hydrofiilisiin titaanidioksidin (TiO2) nanolankojen verkkoihin, jotka sisältävät 3D-nanokanavia. Sähkö tuotetaan veden molekyylien diffuusiosta 3D-nanokanavssa.

Tuloksena oleva kosteutta käyttävä sähköntuottaja (MEEG) voi tuottaa energiaa pienen ledin ajamiseen. Sellainen riittäisi esimerkiksi puettavalle hengityssensorille, joka ottaa hengityksen vesihöyrystä käyttötehonsa.

Toinen tutkijoiden ideoima esimerkki perustuu siihen, että vesimolekyylit haihtuvat jatkuvasti ihosta ympäristöön. Tämä prosessi voisi innostaa kosteutta ohjaavaa kosketuslevyä tai keinotekoista ihoa robotiikkasovelluksiin, joilla on täysin erilainen käyttömekanismi kuin nykyinen kosketuslevytekniikka.