次に、この木材スポンジを塩化リチウム水溶液に浸漬し、乾燥させることで木材スポンジ内部の孔に均一に分散。

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空気中から水を集めるスポンジ素材 / Credit:RMIT University

さらに酸化鉄ナノ粒子を用いたインクを木材スポンジ表面に塗布し、光吸収率の高い熱変換層(光を熱に変える層)を形成することに成功しました。

では、この工程で完成した新しいスポンジ素材は、どれほどの性能を秘めているのでしょうか。

必要なのは太陽光だけ!夜に水を集め、昼に放出することに成功

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試作品。内部にスポンジ素材が入っている / Credit:RMIT University

実験の試作品はカップ型の容器で、底にWLG-15素材の小さなブロックを並べてセットしています。

カップのフタが開いていると大気中の水分を吸収し、透明なフタを閉めて日光を当てると水がカップ内に放出される仕組みです。

具体的には、夜の間フタを開けておくと、この素材が空気中の湿気をじっくりと吸い込みます。

朝になってフタを閉めると、太陽が昇るにつれて、ドーム型のフタが太陽熱による蒸発を促します。

そして素材から水分が蒸発すると、放熱プレートやソーラーパネルで駆動する冷却ファンによって結露が促され、水滴となってカップ底に落ちるのです。

室内実験では、この試作品が、温度25°C、湿度90%の環境で、1gの素材が空気中から約2mLの水を吸収。

太陽光下で10時間以内にほぼすべての水を放出したと報告されています。

小さな素材のブロック9つ(合計約7.2g)を使った実験では、約15mLの水を得ることができ、少量ながら実際に飲料水として利用できる水量を回収できたとのことです。

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空気中から飲料水を得ることに成功 / Credit:RMIT University

耐久性もある程度確認されており、-20℃で20日間保管した後も性能には変化がありませんでした。

また、10サイクル連続で使用した場合でも性能は安定しており、吸水効率の低下は12%未満でした。