- 17/01/2013
Katoen haalt water uit de lucht in de woestijn
Onderzoekers van de TU/e hebben in samenwerking met Hong Kong Polytechnic University (PolyU) een toevoeging voor katoen ontwikkeld waardoor de stof uitzonderlijk veel water kan opnemen uit mistige lucht: 340 procent van het eigen gewicht. Het behandelde katoen laat dit water allemaal los wanneer het warmer wordt. Daardoor kan dit een oplossing zijn om woestijnachtige gebieden van water te voorzien. De resultaten van het onderzoek worden komende maand gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials.
Het onderzoek werd geleid door hoogleraar John Xin van PolyU en dr. Catarina Esteves van de vakgroep Materials and Interface Chemistry van Scheikundige Technologie. De onderzoekers brachten een laagje van het polymeer PNIPAAm aan op katoen. Het behandelde katoen heeft tot 34 graden Celsius op microscopisch niveau een sponsachtige structuur. Het is ‘hydrofiel': het neemt sterk water op. Zonder het polymeer neemt het katoen maar 18 procent van zijn eigen gewicht op. Boven 34 graden Celsius is de structuur van het met PNIPAAm behandelde katoen juist gesloten, waardoor het materiaal waterafstotend wordt. Dat heet ook wel ‘hydrofoob’. Boven de 34 graden stoot het katoen vanzelf al het opgenomen water volledig zuiver weer uit. Uit het onderzoek blijkt dat deze cyclus vele malen herhaald kan worden. Het materiaal is mogelijk geschikt voor watervoorziening in woestijngebieden - veel woestijnen hebben ’s nachts mist. Bijkomend voordeel is dat het basismateriaal - katoen - goedkoop is en meestal lokaal geproduceerd kan worden. De polymeertoevoeging maakt het wel iets duurder, maar er hoeft slechts 12 procent PNIPAAm bij, wat geen bijzonder duur materiaal is.In sommige droge kustgebieden wordt al gewerkt met fijnmazige ‘mistnetten’, maar die werken anders: ze halen vocht uit mistige lucht doordat er langzaam druppels op groeien die naar beneden druppelen. Dat systeem is afhankelijk van sterke luchtstroming: wind. Het katoen van Esteves werkt ook zonder wind. Bovendien kan haar katoen direct op de plaats gelegd worden waar het water nodig is, bijvoorbeeld op de grond van een akker. Ook denkt ze aan heel andere toepassingen, zoals kampeertenten die ’s nachts water verzamelen, of sportkleren die een zwetende sporter kurkdroog houden.Het kan nog even duren voor het materiaal op de markt komt. De onderzoekers gaan nu kijken hoe ze de kwaliteit van het nieuwe materiaal kunnen optimaliseren. Onderzoeker Esteves hoopt dat het katoen nog meer water op kan nemen. Ook verwacht ze de omslagtemperatuur te kunnen aanpassen, waardoor het water al bij een lagere temperatuur vrijkomt.
Discussie