空気からたっぷり飲み水を作る、天然素材のゲル状物質が開発される

　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。

　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。

　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。

　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。

　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。

References: Scientists Develop New System That Produces Drinking Water From Thin Air / Kitchen Scraps and Seashells Pull Drinking Water from Thin Air - ScienceBlog.com / Advanced.onlinelibrary.wiley.com

本記事は、海外の情報をもとに、日本の読者向けにわかりやすく再構成し、独自の視点で編集したものです。