ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के इंजीनियरों की एक टीम ने हाल ही में एक अभिनव जैकेट विकसित किया है जो सीधे हवा से पीने का पानी एकत्र कर सकता है, और साथ ही एक रिकॉर्ड तोड़ने वाली सौर ऊर्जा संचालित वायुमंडलीय जल संग्रह प्रणाली लॉन्च की है, जिससे उन लोगों के लिए पानी का उपयोग करने का एक नया, पोर्टेबल तरीका प्रदान करने की उम्मीद है जिनके पास स्वच्छ जल स्रोतों की कमी है। शोधकर्ताओं का कहना है कि यह तकनीक विशेष रूप से उन लोगों के लिए उपयुक्त है जो जंगल में या कमजोर बुनियादी ढांचे वाले क्षेत्रों में लंबे समय तक समय बिताते हैं, जिनमें पैदल यात्री, कैंपर, लंबी दूरी के धावक, खेत श्रमिक, आपातकालीन बचाव कर्मी और सैन्य कर्मी शामिल हैं।
यह "वॉटर जैकेट" विशेष रूप से डिज़ाइन की गई कपड़ा सामग्री का उपयोग करता है जो आसपास की हवा से नमी को अवशोषित कर सकता है, फाइबर के साथ जल वाष्प को एक अलग करने योग्य संग्रह इकाई में निर्देशित कर सकता है, और फिर पानी को गर्म करके फोल्डिंग वॉटर कलेक्शन डिवाइस के माध्यम से छोड़ सकता है, अंत में साफ पानी प्राप्त कर सकता है जिसे सीधे पिया जा सकता है। विभिन्न आर्द्रता स्थितियों के तहत, जैकेट प्रति दिन लगभग 400 से 900 मिलीलीटर पीने के पानी का उत्पादन कर सकता है, जो 14 से 30 द्रव औंस के बराबर है, जो व्यक्तियों को चलते-फिरते जल स्रोत प्राप्त करने के लिए पर्याप्त आपूर्ति क्षमता प्रदान करता है।
प्रोजेक्ट लीडरों में से एक और कॉकरेल इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और टेक्सास मैटेरियल्स रिसर्च इंस्टीट्यूट में मैकेनिकल इंजीनियरिंग विभाग में प्रोफेसर यू गुइहुआ ने बताया कि अतीत में, लोग आमतौर पर "वायु जल निष्कर्षण" की कल्पना निश्चित उपकरण, जैसे बक्से, प्लेट के आकार के उपकरण या बड़े सोखने वाले बेड के रूप में करते थे, लेकिन यह शोध इस प्रकार की तकनीक को रूप के संदर्भ में पूरी तरह से "पुनर्निर्मित" करने का प्रयास करता है। यदि कपड़े स्वयं हवा से नमी एकत्र कर सकते हैं, तो यह व्यक्तिगत और पोर्टेबल पानी के उपयोग के लिए पूरी तरह से नई संभावनाएं और अनुप्रयोग खोल देगा।
मौजूदा वायुमंडलीय जल-अवशोषित सामग्रियों की तुलना में, इस नए प्रकार के वस्त्र ने बड़े पैमाने पर प्रदर्शन में लगभग तीन से दस गुना सुधार हासिल किया है। इसकी मुख्य सफलता न केवल जल अवशोषण क्षमता में सुधार करना है, बल्कि फाइबर में पानी के परिवहन पथ को फिर से डिज़ाइन करना है। संरचना और सामग्रियों के सहयोगात्मक डिजाइन के माध्यम से, अनुसंधान टीम ने पानी को हवा में जल वाष्प से फाइबर की सतह पर तरल में तेजी से परिवर्तित करने की अनुमति दी, और फिर कपड़े के अंदरूनी हिस्से में कुशलता से संचारित किया, जिससे प्रयोगशाला प्रोटोटाइप से पहनने योग्य प्रणाली तक छलांग लगाई गई।
प्रोजेक्ट के सह-लेखक और केमिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर कीथ जॉन्सटन ने बताया कि असली कुंजी इस "फास्ट ट्रांसमिशन पथ" का डिज़ाइन है, न कि केवल अतिरिक्त पानी सोखने वाली सामग्री बनाना। यह जलवाष्प को तरल अवस्था में और फिर कपड़े में पहुंचाने की यह संचरण प्रणाली है जो सामग्री को व्यावहारिक अनुप्रयोगों में पारंपरिक समाधानों की तुलना में कहीं अधिक कुशलता से प्रदर्शन करने में सक्षम बनाती है, जो कपड़ों, बैकपैक्स, टेंट और आपातकालीन आश्रय सुविधाओं जैसे अधिक उत्पाद रूपों में विस्तार की नींव रखती है।
अनुसंधान टीम ने कहा कि भविष्य में, वे बाहरी मनोरंजन, क्षेत्र कार्य, आपदा प्रतिक्रिया और सूखे या कमजोर जल आपूर्ति बुनियादी ढांचे वाले क्षेत्रों में इस तकनीक के अनुप्रयोग की खोज पर ध्यान केंद्रित करेंगे, पहनने योग्य जल-प्राप्ति उपकरणों को जल सुरक्षा और पहुंच में सुधार के लिए एक पूरक साधन बनाने का प्रयास करेंगे। इस प्रक्रिया में, प्रदर्शन सुनिश्चित करते हुए स्केलेबल उत्पादन, स्थायित्व और सामग्री के उपयोगकर्ता आराम को कैसे प्राप्त किया जाए, यह बाद की इंजीनियरिंग के लिए एक महत्वपूर्ण दिशा होगी।
जैकेट के समानांतर, टीम ने एक सौर-संचालित ऑन-साइट पोर्टेबल वायुमंडलीय जल निष्कर्षण उपकरण भी विकसित किया और न्यू मैक्सिको में चिहुआहुआन रेगिस्तान के गर्म और शुष्क वातावरण और ऑस्टिन, टेक्सास की आर्द्र जलवायु में क्षेत्र परीक्षण पूरा किया। परीक्षण के नतीजे बताते हैं कि सिस्टम शुष्क और अर्ध-आर्द्र दोनों वातावरणों में प्रति दिन लगभग 1.3 लीटर या 44 द्रव औंस स्वच्छ पेयजल एकत्र कर सकता है, जो सभी जलवायु परिस्थितियों में स्थिर जल उत्पादन क्षमताओं का प्रदर्शन करता है।
सामग्री के उपयोग के आधार पर गणना की गई, यह प्रणाली प्रति किलोग्राम अवशोषक सामग्री से प्रति दिन लगभग 4.3 लीटर पानी का उत्पादन कर सकती है, जो प्रति 2.2 पाउंड सामग्री में लगभग 1.1 गैलन के औसत दैनिक जल उत्पादन के बराबर है, जो पिछले समान अध्ययनों में बताए गए रिकॉर्ड को तोड़ता है। पेपर के पहले लेखकों में से एक, गुआन वेक्सिन ने कहा कि यह "व्यावहारिक वायुमंडलीय जल संग्रह" की दिशा में एक महत्वपूर्ण कदम है। आणविक डिजाइन से लेकर सिस्टम के वास्तविक संचालन तक टीम के वर्षों के संचय ने आखिरकार एक क्षेत्र-परिनियोजन योग्य डिवाइस पर एकीकरण सफलता हासिल की है।
इस उच्च-प्रदर्शन जल सेवन प्रणाली का मूल बायोमास-व्युत्पन्न सामग्रियों से बना एक विशेष हाइड्रोजेल कपड़ा है, जो कम ऊर्जा खपत के तहत जल वाष्प सोखना और रिलीज प्रक्रिया को पूरा करता है। हाइड्रोजेल हवा में जल वाष्प को अवशोषित कर सकते हैं, और जब सूरज की रोशनी से गरम किया जाता है, तो वे अवशोषित पानी को छोड़ सकते हैं और फिर इसे संक्षेपण के माध्यम से तरल पानी में एकत्र कर सकते हैं, जिससे पूर्ण जल संग्रह चक्र को चलाने के लिए सौर ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है।
शोध टीम बताती है कि इस तकनीक में दुनिया के सबसे अधिक पानी की कमी वाले क्षेत्रों जैसे उत्तरी अफ्रीका, मध्य पूर्व, दक्षिण एशिया और उप-सहारा अफ्रीका के कुछ हिस्सों में उच्च अनुप्रयोग क्षमता है, जहां पारंपरिक केंद्रीकृत जल आपूर्ति बुनियादी ढांचे का निर्माण और रखरखाव करना अक्सर मुश्किल होता है। इस कपड़ा- और जेल-आधारित वितरित जल सेवन समाधान के माध्यम से, दूरदराज के समुदायों, आपदा राहत स्थलों और सीमित बुनियादी ढांचे वाले क्षेत्रों में पीने के पानी के स्रोत तक पहुंच प्राप्त करने की क्षमता है जिसके लिए जटिल पाइप नेटवर्क की आवश्यकता नहीं होती है।
प्रासंगिक परिणाम दो पत्रिकाओं, "साइंस एडवांसेज" और "नेचर वॉटर" में प्रकाशित हुए हैं। पहले में व्यक्तिगत पहनने योग्य वायुमंडलीय जल संग्रह के लिए स्केलेबल पदानुक्रमित कपड़ा फाइबर संरचना का विवरण दिया गया है, और बाद में विभिन्न जलवायु परिस्थितियों के तहत पोर्टेबल, सौर-चालित, उन्नत वायुमंडलीय जल संग्रह प्रणाली के डिजाइन और क्षेत्र सत्यापन को प्रदर्शित किया गया है। अनुसंधान टीम का मानना है कि जैसे-जैसे ये सामग्रियां और प्रणालियां परिपक्व हो रही हैं और अनुप्रयोग की ओर बढ़ रही हैं, पानी की कमी वाले वातावरण में लोगों के "कपड़े पहनकर पीने का पानी प्राप्त करने" का भविष्य का परिदृश्य धीरे-धीरे कल्पना से वास्तविकता की ओर बढ़ रहा है।