Takashi Miyata de la Universidad de Kansai y sus colegas informan en Comunicaciones de la naturaleza un gel sensible a la temperatura que absorbe la humedad y, cuando se calienta, lo libera en forma de agua. Las aplicaciones incluyen materiales energéticamente eficientes para condensar la humedad en agua.

Los hidrogeles son materiales muy absorbentes, y cuando incorporan cadenas de polímeros que responden a estímulos externos (como el pH o la temperatura) pueden presentar cambios abruptos de volumen cuando cambian las condiciones circundantes. Estos hidrogeles que responden a estímulos tienen una variedad de aplicaciones potenciales, por ejemplo, en sistemas de administración de fármacos, sensores, cultivo celular y así sucesivamente.

En particular, Los hidrogeles termosensibles que se mantienen en una solución acuosa se someten a una transición de fase reversible por encima de una temperatura crítica que provoca una transición de un estado hidratado a uno deshidratado. lo que resulta en un encogimiento drástico del gel. Existen muchos estudios sobre hidrogeles que responden a cambios de temperatura mientras están en solución, pero aún no se ha estudiado el comportamiento de los geles secos en el aire.

Ahora, Takashi Miyata de la Universidad de Kansai y sus colegas presentes en un estudio publicado en Comunicaciones de la naturaleza un gel sensible a la temperatura que absorbe la humedad y, cuando se calienta, lo libera en forma de agua.

El gel contiene un polímero termo-sensible y un componente hidrófilo (alginato de sodio) que aumenta la absorción de agua. La temperatura de transición de este material es cercana a la temperatura ambiente, 32 ° C. Cuando se expone a una humedad relativa alta (80%) a 25 ° C, el gel absorbe 0,6 g de agua por gramo y se hincha. La presencia de agua en las cadenas de polímero hace que respondan a la temperatura de manera similar a los hidrogeles sumergidos en solución. para que las cadenas, que son inicialmente hidrofílicos, cambiar a hidrofóbico al aumentar la temperatura. Cuando esto pasa, las moléculas de agua se desorben y se condensan en agua líquida. En efecto, a medida que la muestra se calienta a una temperatura de hasta 50 ° C, aparece agua en su superficie, y su cantidad aumenta considerablemente para temperaturas superiores a 40 ° C.

Por lo tanto, el gel actúa como deshumidificador pero, a diferencia de los deshumidificadores tradicionales que requieren energía para evaporar el agua absorbida para regenerar el material, y luego condensarlo para su recolección, el gel puede condensar agua simplemente en respuesta a un pequeño cambio de temperatura (de 25 ° C a 50 ° C). Por tanto, la regeneración del material y la recogida del agua se pueden lograr utilizando muy poca energía. Aún se necesita una mayor optimización, pero los geles termosensibles como el presentado en este documento podrían encontrar aplicaciones como materiales energéticamente eficientes para condensar humedad en agua.

Hidrogel

Un hidrogel es una red polimérica formada por cadenas poliméricas hidrófilas; la hidrofilia de las cadenas significa que cuando se sumergen en agua, los hidrogeles pueden absorber grandes cantidades de agua (un hidrogel puede contener más del 90% de agua), que hace que el gel se hinche, manteniendo su estructura 3-D. Los hidrogeles se utilizan en muchos contextos, por ejemplo, como andamios en la ingeniería de tejidos, para la administración sostenida de fármacos o, si contienen aditivos sensibles a moléculas específicas, como biosensores.