Из пластиковых отходов получили материал для сбора влаги из воздуха

Одноразовая посуда, старые CD-диски и детали LEGO могут стать сырьём для материалов, собирающих влагу из воздуха. Команда материаловедов Венского университета под руководством Анастасии Нарышкиной, Пола Швенга и Роберта Вудворда описала в журнале Chem Circularity способ химической переработки этих отходов в пористые адсорбенты.

Как пластик превращают в адсорбент

Исследователи использовали ароматические кольца в структуре полимеров как точки соединения цепей. Так они получили пространственную сеть с внутренними порами. Но одного пористого каркаса недостаточно, чтобы эффективно захватывать воду из сухого воздуха.

Для этого материал обработали серной кислотой, вводя в его структуру сульфогруппы. Они обладают высоким сродством к воде и помогают удерживать её молекулы в порах даже при низкой относительной влажности.

Какие отходы подходят для переработки

Метод испытали на полистироле из одноразовой посуды, поликарбонате из CD-дисков и акрилонитрилбутадиенстироле — ABS-пластике из деталей LEGO. Исследователи также показали возможность переработки смешанных пластиковых фракций. Для работы с отходами это важно: исходное сырьё не всегда представляет собой чистый полимер одного типа.

Сколько воды удерживает материал

Адсорбент из полистирола при высокой влажности поглощал воду в количестве почти 60% от собственной массы. При низкой влажности этот показатель составлял около 20%.

При нагреве материал отдаёт накопленную влагу. Источником тепла может служить, например, солнечный свет. Основная часть поглощения и выделения воды происходит в течение часа. После многократного использования материал сохранял структуру и способность захватывать влагу.

Работа показывает, как химическая модификация позволяет получать из пластиковых отходов функциональные материалы. При этом способность адсорбента собирать водяной пар сама по себе ещё не означает готовности технологии к получению питьевой воды: данных о качестве собранной воды в описании нет.