Gelecekteki zorluklar söz konusu olduğunda, en büyük sıkıntılardan biri su kıtlığı olacaktır. Her geçen gün daha da ısınan gezegenimizde, yakın gelecekte elimizde sadece bol miktarda deniz suyumuz olacak. Herkesin içebileceği yeterince taze ve temiz su ise maalesef her yerde bulunamayacak.
Birçok araştırma, deniz suyunu tuzdan arıtma yöntemleri üzerine odaklanırken, bir grup bilim insanı, başka bir çözüm sundu. Bu yöntem, çölün ortasında bile temiz havadan taze su çeken bir cihaz. Tek ihtiyacı olan şey ise sadece güneş ışığı.
‘Güneş enerjili hasat makinesi’ olarak adlandırılan cihaz, MIT ve California Üniversitesi Berkeley ekipleri tarafından, metal-organik bir çerçeve (Metal-Organic Frame / MOF) olarak bilinen özel bir malzeme türü kullanılarak oluşturuldu.
Geçtiğimiz yıl, cihaz MIT’deki bir çatı katında test edildi ve inanılmaz derecede ümit verici sonuçlarla karşılaşıldı. Yapılan ilk saha testleri, araştırmacıların taze ve içilebilir suyu toplayabildikleri Arizona çölünde yürütüldü.
Söz konusu teknolojinin temel yapısını icat eden UC Berkeley’den Ömer Yaghi, “Şu anda bu teknolojinin yerini hiçbir şey tutamaz. Cihaz, bulunduğu ortamın sıcaklığında ve o ortamın sahip olduğu güneş ışığıyla çalışıyor. Ek enerji girişi olmadan, çölde su toplayabiliyoruz. Laboratuvardan çöle uzanan bu bilim yolculuğu, gerçekten ilginç ve olağanüstü bir şekilde, su hasadını bilime dönüştürebilmemizi sağladı” dedi.
Denemeler, bağıl nemin gece boyunca yüzde 40 gibi yüksek bir seviyeden gün içinde yüzde 8’e kadar düştüğü Arizona Scottsdale’de gerçekleştirildi. Sonuçlar, su toplama makinesine daha fazla MOF eklenmesi sayesinde cihazın kapasitesinin kolayca arttırılabileceğini gösterdi.
Şu anda kullandıkları mevcut MOF (MOF-801) pahalı bir metal olan zirkonyumdan üretilmiştir ve cihaz, kilogram başına 200 ml su toplayabilme kapasitesine sahiptir.Ancak Yaghi, MOF-303 adı verilen, maliyeti en az 303 kat daha ucuz olan ve laboratuvar testlerinde iki kat fazla su toplayabilen alüminyum bazlı yeni bir MOF üretti. Bu gelişme, yeni malzeme kullanılarak üretilen su toplayıcılarının günde 3 bardak sudan fazlasını üretebileceği anlamına geliyor. Yani bir insanın günde içmesi gereken su miktarının neredeyse yarısı kadar.
Yaghi, “Bu teknolojinin ticarileştirilmesine yönelik büyük bir ilgi var. Hali hazırda zaten ticari amaçla kullanılabilecek bir su toplama cihazı geliştirmek için uğraşan çok sayıda girişimci var. Alüminyum MOF ise su üretimini pratikleştiriyor, çünkü ucuz,” dedi.
Yaghi, ilk MOF üzerinde 20 yıldan fazla bir süre önce çalıştı. Normal metal tabakaların aksine MOF’ler, gazları veya sıvıları depolamak için ideal olan sert ve gözenekli yapılardan oluşan bir düzende, magnezyum veya alüminyum gibi metallerin organik moleküller ile birleştirildiği yapılardır.
O zamandan beri, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar tarafından 20.000’den fazla farklı MOF çeşidi oluşturuldu ve şu anda bu cihazlar karbondioksiti yakalamak ve hidrojen ya da metan gibi kimyasalları etkili bir şekilde depolamak için kullanılıyorlar.
Peki Nasıl Çalışıyor?
Ortamdaki hava MOF kristalleri içinden geçerken, su molekülleri iç yüzeylere yapışır. Sistemin X-ışını kırınım çalışmaları, su buharı moleküllerinin sıklıkla sekizli küplerden oluşan gruplar halinde toplandığını göstermiştir. Daha sonra güneş ışığı MOF cihazını ısıtır ve bağlı suyu dış hava ile aynı sıcaklıkta olan yoğunlaştırıcıya doğru iter. Burada toplanan buhar, su halini alarak yoğunlaşır ve temiz içme suyu sağlamak için bir toplayıcının içine damlar.
Ekip, cihazı geliştirmeye devam ediyor. Bu teknolojinin daha da geliştiğini görmek için sabırsızlanıyoruz.
Araştırma Science Advances‘de yayınlandı.
Kaynak: Science Alert
