この画像を大きなサイズで見る豪雨による洪水被害が多発する地域もあれば、深刻な水不足に悩まされている地域もある。それもある意味地球の多様性なのだ。そこで人類は知恵を絞るのだ。
水がないのなら、空気中から飲み水を取り出せばいい。そう考えたのはアメリカ・テキサス大学オースティン校の研究チームだ。
食品廃棄物や木の枝などの天然素材を、特殊なゲル状物質に変えた素材を開発、乾燥地帯でも効率的に水を集められるという。
1kgの素材から1日最大14.19リットルの水を回収可能で、環境に優しく持続可能な技術として期待されている。
空気中の水を飲料水に変える画期的な技術
今回開発されたのは、「分子機能化バイオマス・ハイドロゲル（molecularly functionalized biomass hydrogels）」と呼ばれる新しい素材だ。
ハイドロゲルとは、水をに吸収し、ゼリーのような状態になる物質のこと。身近な例としては、傷口を保護する湿潤療法のパッドなどに使われている。
バイオマスとは、生物由来の有機資源のこと。今回の技術では、廃棄された食品のくずや木の枝、貝殻などの自然素材のバイオマスを利用してハイドロゲルを作った。
このハイドロゲルの鍵となるのは、2段階の分子加工だ。
まず、セルロースやデンプン、キトサン（甲殻類の殻に含まれる成分）などのバイオマスで作った天然ポリマーに「吸湿性」を持たせる。
次に、「温度に反応する性質」を加え、緩やかに加熱することで水分を液体として取り出すことができるようにする。
乾燥地域でも大量の水を確保
この技術の大きな利点のひとつは、非常に乾燥した地域でも水を確保できる点だ。実際のフィールドテストでは、1kgのハイドロゲルから1日あたり14.19リットルもの飲み水を得ることができた。
従来の同様の技術では、1kgあたり1Lから5L程度しか水を生成できなかったため、この新技術は大幅な性能向上を実現している。
この研究を主導した、テキサス大学オースティン校の材料科学および機械工学の教授であり、テキサス材料研究所に所属するグイファ・ユー氏は、「この技術は持続可能な水収集システムの新たな可能性を開くものであり、家庭や小規模なコミュニティでの活用が期待される」と語っている。
この画像を大きなサイズで見る低コストで環境にやさしい
従来の水収集技術には、石油化学製品を使用した合成ソルベントが多く、高エネルギーを必要とするという課題があった。
しかし、今回のバイオマスを使用したハイドロゲルは、生分解性で、製造コストも低いため、環境負荷が少ない。
また、セルロースやデンプン、キトサンといった豊富に存在する天然の多糖類を基に作られるため、材料の調達が容易なのも強みだ。
実用化に向けた次のステップ
この技術はすでにフィールドテストで成功を収めており、今後は実用化に向けた取り組みが進められる予定だ。
現在、研究チームはハイドロゲルの大量生産と、実際に使用できるデバイスの開発に取り組んでいる。
持ち運び可能な小型水収集装置や、自己維持型の灌漑（かんがい）システム、緊急時の飲料水供給装置などを設計している。
研究チームのウェイシン・グアン氏は「この技術を使えば、どこでもいつでも空気中から水を作り出すことが可能になる」と述べており、水不足に悩む地域への適用が期待される。
この研究成果は、『Advanced Materials』（2025年2月13日付）に掲載されている。
編集長パルモのコメント
水不足に悩む乾燥地帯はもちろん、災害時に水が確保的ないときなんかも役に立ちそうな技術。材料も食品廃棄物など身近にあるものなので価格も抑えられそう。実用化が待ち望まれる技術の1つだね。
References: Scientists Develop New System That Produces Drinking Water From Thin Air / Kitchen Scraps and Seashells Pull Drinking Water from Thin Air - ScienceBlog.com / Onlinelibrary.wiley.com
そうだ、火星でこれを使って火星大気中の水を集めよう、そして
そこから燃料を作る事が出来たら、有人火星探査もはかどるに違いない。
ゼオライト（除湿器の水を集める物質）をバイオマスのゲルに変えるという話ですね。 気になるのは空気から水を取り出すと風下はより乾燥しちゃうんですよね。 個人的には大地の保水力をあげる方法にも注力してほしいところです。 半月池の話とかすごいと思うんです。 後の影響が怖くて提案できないけどたとえば地面に保水ゲルを撒くとかどうなのかなと
この辺の技術も研究代わりとされてますね。
確か、納豆の粘り気成分から取れるポリマーが吸水性豊富で、こいつを砂漠の土壌に混ぜて緑化をする研究なんかがいい感じに進んでいたはずですよ。
窓において結露自動的に取る百均アイテムを期待
60℃でゲルから水が抜けるから熱帯の砂漠だと夜から明け方にかけて吸水して日中の太陽熱で放水するという運用になるのか。カビやバクテリアが増えるから定期交換が必要だけどそれは流通と供給の問題で製品自体は画期的だし土壌改良材にもなりそう。
天然素材のシゲル状物体ならすでにある。
「ぞう・も・う・・・」
「増毛ですよ」
ただでさえ水が少ない地域から空気中の水分取って大丈夫？
上流の水源枯れない？
無いモノは吸えないから、元々の気候・特性で昼夜乾燥する地域ではほとんど使えない
アフリカのナミブ砂漠や、南米のアタカマ砂漠など、大規模な霧を発生させる砂漠の水分は海由来なので、こういった場所で使う
とくに南米のアタカマ砂漠は大規模な乾燥地帯ながら人がそれなりに住んでいる場所があるのでそういった地域で使うのでしょう
だから問題は上流の水源とかではなくて、砂漠自体の環境を変える=自然破壊の結果どうなるかの方かな？
この手の技術でよく見かける懸念やけど、集めた水は別に消えない。その近辺で消費すれば還元されるので、理論上、大気中の水分に変化はない。よって全く問題にならない
問題になるとすれば、これで大規模に集めた水分を自然の循環を上回る速度で、遠方へ輸出した時とか。大規模に集めて貯水しておくとかしたら、周りの空気は少し乾燥するかもしれない。
が、それにより解決される問題は比べ物にならないほど大きい
昔、NHKの大科学実験で「砂漠でシャワー」みたいのをやってた。
砂漠の昼間と夜の温度差を利用して空気中の水分を集め、シャワーを浴びようというものだったけど、採取出来たのはほんの数ミリリットルの水滴のみ。
乾燥地帯で素材1キロあたり何十リットルも採取出来るものだろうか？元々の空気の水分量が少ないだろうし、何十リットルも取るには何日もかけて採取するのかな？？
「砂漠でシャワー」で検索すればそのままの動画が出てくるし、その動画を見ればわかるけど、
この素材で集めるのはビニール袋に少量だけ集めた空気の中の水分ではなくて
ビニール袋の外側に大量に付着する大量の湿気の方ですね
“冷涼海岸砂漠”の特徴でもあります
製品寿命にもよるけど、水道インフラが停止したときの非常用で使えるかも？
非常持ち出し袋に入るような製品ができればすごい良いかも。
飲料水を3日分備蓄しておくよりも軽くて製品寿命も長そう。
日本の夏にこそ必要な技術じゃない？
熱で脱水できるのなら除湿した水を風呂に使えばエアコンと風呂を沸かす光熱費を抑えられて良いことづくめ
なるほど、トルティーヤを利用するんですね
集めた水分を濾過せずに使えるのは凄いな。
これ大量に同じタイミングで使用すると間違いなく気象に影響与えそう。
夏場とか砂漠の国で普及したら起きたりしそうだと思う。
非科学的な杞憂だよ。除湿剤を地上に並べる程度じゃ気象レベルの影響なんか起こり得ない。集めて使った分今まで使ってた同量の水（汚水等）を使わずに済むんだから。まあ使ってもトントンになるんだがな。
お前らって気候変動に否定的なくせに、この程度で気象に影響すると思ってるのがおもろいよなあ😂
ちなみに中緯度高圧帯の砂漠を緑化すると、上昇気流と下降気流のバランスが崩れ
中緯度高圧帯が砂漠であったがゆえに、雨が降っていた高緯度地域が砂漠化する危険性はある模様
「お前ら」とか急に何に対して言ってるの…？
まさか自分以外の人間すべてが何かしら同一の思考してて、自分だけがその例外だとか思い込んでる…？
この素材を地面に埋め込んで長期間で自然分解できるなら保水力を生んで緑化できるかも？ 夢が広がるなあ。
市販化 はよ！
どっちにしろ使用目的は人間の都合だからね
環境に良いか悪いかは運用方法によるね
経済性が高ければ儲けに走って環境破壊、儲からないと技術そのものが消えてくみたいな未来しか見えない・・・