Há um estimado de 13 trilhões de litros de água flutuando na atmosfera em qualquer momento, o equivalente a 10% de toda a água doce nos lagos e rios do nosso planeta. Ao longo dos anos, os pesquisadores desenvolveram maneiras de pegar alguns gotejamentos, como usar redes finas para pavimentar a água de bancos de nevoeiro ou desumidificadores com fome de energia para condensá-lo do ar. Mas ambas as abordagens requerem ar muito úmido ou muita eletricidade para ser amplamente útil.

Para encontrar uma solução para todos os fins, os pesquisadores liderados por Omar Yaghi, um químico da Universidade da Califórnia, em Berkeley, se voltaram para uma família de pós cristalinos chamados estruturas metálicas orgânicas, ou MOFs.Yaghi desenvolveu os primeiros MOFs – cristais porosos que formam redes 3D contínuas – há mais de 20 anos. As redes se reúnem em forma de Tinkertoy-like de átomos de metal que agem como os hubs e compostos orgânicos sticklike que ligam os cubos juntos. Escolhendo diferentes metais e produtos orgânicos, os químicos podem discar nas propriedades de cada MOF, controlando o que os gases ligam a eles, e quão forte eles se agarram.

Em 2014, Yaghi e seus colegas sintetizaram um MOF que se destacou na absorção de água, mesmo em condições de baixa umidade. Isso o levou a contactar Evelyn Wang, engenheira mecânica do Massachusetts Institute of Technology (MIT), em Cambridge, com quem já havia trabalhado em um projeto para usar MOFs no ar condicionado de automóveis. Depois de sintetizar o novo MOF baseado em zircônio, chamado MOF-801, Yaghi conheceu Wang no MIT e disse: “Evelyn, temos que vir com um dispositivo de colheita de água.”

Dispositivo puxa água do ar

Na configuração noturna absorve vapor de água do ar, e usa o calor do sol para liberá-lo como água líquida durante o dia.

O sistema Wang e seus alunos projetados consiste em um quilo de cristais de MOF de tamanho de poeira pressionado em uma fina folha de metal de cobre poroso. Essa folha é colocada entre um absorvedor solar e uma placa de condensador e posicionada dentro de uma câmara. À noite, a câmara é aberta, permitindo que o ar ambiente difunda através do MOF poroso e moléculas de água para manter suas superfícies interiores, reunindo-se em grupos de oito para formar minúsculas gotas cúbicas. Na parte da manhã, a câmara é fechada, ea luz do sol que entra através de uma janela na parte superior do dispositivo então aquece acima do MOF, que liberta as gotas de água e conduz-as – como o vapor – para o condensador mais fresco. A diferença de temperatura, bem como a alta umidade dentro da câmara, faz com que o vapor se condense como água líquida, que goteja em um coletor. A instalação funciona tão bem que  puxa 2,8 litros de água do ar por dia  para cada quilo de MOF que continha, a equipe de Berkeley e MIT relatórios hoje em  Ciência .

“Tem sido um sonho de longa data” para colher água do ar do deserto, diz Mercouri Kanatzidis, um químico da Northwestern University em Evanston, Illinois, que não estava envolvido com o trabalho. “Esta demonstração … é uma prova significativa de conceito.” É também uma que Yaghi diz que tem muito espaço para melhorias. Para começar, o zircónio custa US $ 150 o quilo, tornando os dispositivos de colheita de água muito caros para serem amplamente úteis.No entanto, Yaghi diz que seu grupo já teve sucesso inicial na concepção de água-agarrando MOFs que substituem zircônio com alumínio, um metal que é 100 vezes mais barato. Isso poderia tornar os futuros colhedores de água baratos o suficiente não só para acabar com a sede de pessoas em regiões áridas, mas talvez até mesmo fornecer água para os agricultores no deserto.

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