Zelfs vóór de extreme dorst komt het gewicht. De waterfles in de rugzak, de jerrycan op de pick-up, de flessen die ergens vastzitten, het water berekend als iets dat je niet mag missen. Degenen die lange tijd wandelen, buiten werken of zich in afgelegen gebieden verplaatsen, weten het goed: water is nooit alleen maar water, het is autonomie. Een groep ingenieurs van de Universiteit van Texas in Austin probeerde dit probleem te verplaatsen naar een veel voorkomend, bijna banaal object: een jas. In het kledingstuk is een stof geïntegreerd die vocht uit de lucht kan opvangen en naar verwijderbare eenheden kan transporteren, die vervolgens in een kleine opvouwbare collector worden verwarmd om drinkwater te verkrijgen. Het resultaat, voorlopig nog een prototype, is een jas die in bescheiden maar toch al meetbare hoeveelheden water uit de lucht produceert: tussen de 400 en 900 milliliter per dag, afhankelijk van de beschikbare luchtvochtigheid.
De scène heeft iets van een overlevingsroman, maar het mechanisme is minder spectaculair en interessanter. Er zit geen magische fles verborgen in de voering, noch een belofte van een zomergadget. Het werk zit allemaal in de vezels. De stof absorbeert waterdamp, verplaatst deze naar het oppervlak van de vezels en vervolgens naar de binnenkant van de structuur, tot aan de verwijderbare delen die het water opvangen. De beslissende stap, zo leggen de onderzoekers uit, betreft het transport: het is niet voldoende om een materiaal te hebben dat vocht “drinkt”, er is een snelle manier nodig om dat vocht vloeibaar te maken en terug te winnen zonder dat het in de stof blijft zitten. Vergeleken met conventionele materialen voor het opvangen van water uit de atmosfeer vertoonde de nieuwe textielarchitectuur een drie- tot tienvoudige verbetering bij opschaling.
Een kleine reserve om te dragen
De 400-900 milliliter per dag is een nuttige hoeveelheid, niet doorslaggevend. Op een warme dag, tijdens lichamelijke inspanning, heeft een volwassene mogelijk veel meer water nodig. Dit prototype elimineert niet de noodzaak om voorraden te vervoeren, een woestijnoversteek in een fluitje van een cent te veranderen of een serieuze waterinfrastructuur te vervangen. Het kan echter een extra reserve worden, een soort veiligheidsmarge voor degenen die vele uren buiten betrouwbare bronnen doorbrengen: wandelaars, kampeerders, langeafstandslopers, landarbeiders, noodteams, soldaten, operators die in afgelegen gebieden werken.
De interessante sprong zit in de vorm. Het verzamelen van water uit de lucht wordt vaak voorgesteld als een stationair apparaat: een doos, een paneel, een ergens gemonteerd absorberend bed. Hier verandert het idee van houding. Het apparaat wacht niet in een hoek, het draagt zichzelf. Een deel van wat we met ons meedragen wordt een actief oppervlak dat in staat is de vochtigheid die al in de omgeving aanwezig is, te onderscheppen. Alleen qua uiterlijk is het een klein verschil, omdat het de deur opent naar rugzakken, tenten, noodhoezen, tijdelijke onderkomens en kampeeruitrusting die water kan verzamelen terwijl ze hun hoofdfunctie vervullen. De onderzoekers wijzen deze objecten zelf aan als mogelijke toepassingen naast kleding.
De stof die vocht vasthoudt
@Universiteit van Texas
De kern van het werk wordt gevormd door een familie van hydrogelmaterialen, ontworpen om water uit de lucht te absorberen en bij verhitting vrij te geven. In het geval van de jas is de nieuwigheid de hiërarchische constructie van de vezels: het oppervlak vangt de damp op, de interne structuur geleidt deze, de verwijderbare eenheden maken deze herstelbaar. Het is een oplossing die probeert te reageren op een van de meest voorkomende beperkingen van deze technologie: veel materialen werken goed in het laboratorium, op kleine monsters en onder gecontroleerde omstandigheden, en verliezen vervolgens hun effectiviteit wanneer ze echte, flexibele, herhaalbare objecten moeten worden, robuust genoeg om gebruik te weerstaan.
Hetzelfde team werkte ook aan een afzonderlijk apparaat op zonne-energie dat werd getest in twee zeer verschillende omstandigheden: het dorre klimaat van de Chihuahua-woestijn, New Mexico, en de vochtiger omgeving van Austin, Texas. Bij die tests verzamelde het systeem op beide locaties 1,3 liter schoon water per dag, wat neerkomt op 4,3 liter per kilogram vochtvangend materiaal per dag. Het resultaat is gepubliceerd in Nature Water en geeft de kern van de zaak goed weer: om het laboratorium uit te komen heb je niet alleen goed materiaal nodig, maar ook een systeem dat absorptie, afgifte, zon, temperatuur, werkelijke luchtvochtigheid en bedrijfstijden bij elkaar brengt.
Bij tests op het draagbare apparaat was het verschil tussen Austin en de woestijn niet alleen een kwestie van min of meer droge lucht. Het nuttige bedieningsvenster is gewijzigd. In het nattere klimaat was een bepaald tempo van verzamelen en loslaten prima; in de woestijn was het noodzakelijk om de strategie aan te passen en over te schakelen op verschillende cycli om de gunstige uren beter te benutten. Vochtigheid verandert met nacht, dag, wind, wolken, seizoen, locatie. Dergelijke technologie moet ermee kunnen leven.
Waar het nuttig kan zijn
De jas die water uit de lucht produceert, is niet gemaakt voor de forens die op kantoor zijn waterfles vergeet, ook al is de afbeelding leuk. Het natuurlijke terrein is anders: dorre gebieden, gebieden met een kwetsbare infrastructuur, veldexpedities, noodsituaties na overstromingen, branden, aardbevingen of onderbrekingen van het waternetwerk. In die contexten kunnen zelfs een paar honderd milliliter wegen. Natuurlijk niet als enige oplossing. Als onderdeel van een groter pakket, ja.
De zaak wordt nog concreter als we nadenken over de objecten die al mensen vergezellen die buitenshuis werken of verhuizen. Een rugzak met vochtabsorberende inzetstukken, een tent die ’s nachts stoom absorbeert, een noodopvang die ’s ochtends wat water kan teruggeven: het zijn scenario’s die nog moeten worden ontwikkeld, maar minder fantasierijk dan ze lijken. Het punt blijft de schaal. Een mens kan tevreden zijn met een kleine integratie. Een gemeenschap heeft behoefte aan liters, continuïteit, eenvoudig onderhoud, duurzame kosten, microbiologische veiligheid en duurzame materialen. De weg tussen prototype en betrouwbaar product loopt daar altijd doorheen, waar mooie ideeën stof, hitte, onervaren handen en slechte dagen tegenkomen. Maar de transitie is interessant: in een wereld waar de toegang tot water steeds kwetsbaarder wordt, kan zelfs een jas niet langer alleen maar een jas zijn.
