Katru gadu dzeršanai piemērota tīra ūdens trūkuma dēļ pasaulē mirst aptuveni pusotrs miljons cilvēku. Tas notiek tāpēc, ka vairāk nekā 80% no visiem ūdens resursiem tiek tērēti augsnes apūdeņošanai mūsu planētas tuksnešainajos reģionos. Zinātnieki no uzņēmuma, kas izstrādā hidrofobus materiālus, ir izgudrojuši smilšu segumu, lai samazinātu tā nepieciešamību pēc ūdens un apūdeņošanas. Āfrikas valstis, kā arī Tuvo Austrumu valstis visvairāk cieš no svaiga dzeramā ūdens trūkuma, tāpēc Apvienotajos Arābu Emirātos tomēr tika izgudrotas hidrofobās smiltis ar vācu speciālistu atbalstu.
Lai izprastu tās būtību, nepieciešams izpētīt hidrofobitātes definīciju.
Kas ir hidrofobitāte un kā tā atšķiras no hidrofilitātes?
Šie divi savstarpēji saistīti jēdzieni ir piemērojami jebkurai vielai un materiāliem. Viņi ir atbildīgi par to, cik viegli tie nonāk saskarē ar ūdeni. Uz materiāliem ar hidrofilu virsmu ūdens piliens pilnībā izkliedējas un uzsūcas. Šādi ķermeņi ir karbonāti, silikāti, sulfāti, māli un silikāta stikli. Hidrofobā virsma atgrūž ūdens pilienu un neļauj tam iekļūt iekšā. Šī īpašība piemīt visiem metāliem, parafīniem, taukiem, vaskiem un dažiem plastmasas veidiem. Hidrofobitāte ir zema hidrofilitātes pakāpe. Tekstilrūpniecībā audumus hidrofilizē, lai padarītu tos krāsotākus, un to hidrofobizācija palīdz padarīt tos ūdensizturīgākus.
Kā nomākt smilšu hidrofilās īpašības?
Pat pārāk neiedziļinoties vielu fizikā, ir skaidrs, ka smiltis lieliski iet cauri un uzsūc ūdeni. Taču, pateicoties mūsdienu nanotehnoloģijām, zinātnieki dara brīnumus, mainot materiālu sākotnējās īpašības. Lai iegūtu hidrofobās smiltis, katrs smilšu graudiņš bija jāapstrādā ar speciālu šķīdumu, kura noslēpumi netiek izpausti. Šādas smiltis saglabā savas īpašības 30 gadus. Pagaidām šie pasākumi notiek eksperimentu līmenī, taču uzņēmums ir gatavs strādāt rūpnieciskā mērogā. Viena smilšu grauda apstrāde aizņem apmēram 40 sekundes, bet ražotājiem ir resursi, lai katru dienu saražotu 3000 tonnas hidrofobo smilšu.
Kā smiltis samazinās ūdens patēriņu pasaulē?
Zinātnieki iesaka izmantot hidrofobās smiltis kā ūdensizturīgu atdalošo slāni starp auglīgo augsni,kādi augi tiek audzēti, un visi pārējie augsnes slāņi. Šis slānis samazinās laistīšanas reižu skaitu dienā no 5 reizēm uz vienu, jo ūdens neies dziļumā, bet baros saknes. Zinātnieki pat ir uzņēmušies drosmīgu eksperimentu, lai audzētu rīsus sausos apgabalos, taču pagaidām nav konkrētu rezultātu.
Smiltis ar hidrofobām īpašībām lieliski tiks izmantotas arī būvniecībā, veidojot pamatus, jo īpaši reģionos ar augstu gruntsūdens līmeni.
Kā pašam pagatavot hidrofobas smiltis?
Lai ieliktu sauju smilšu ūdenī un pēc tam tās izvilktu sausā veidā, ir nepieciešama iepriekšēja apstrāde, parasti ar silikona polimēriem. Lielāko daļu ziņkārīgo prātu vajā jautājums: vai ir iespējams mājās pagatavot hidrofobas smiltis? Protams, tas ir iespējams, bet ne tik kvalitatīvi un saglabā savas īpašības ilgu laiku. Ir viens veids, kā daži cilvēki parāda sabiedrību kā viltību. Tīras smiltis jāievieto sarkanīgi karstā krāsnī, jāļauj tām labi sasilt un tur nožūt. Pēc tam izņemiet to un apstrādājiet ar ūdeni atgrūdošiem apģērba aerosoliem. Tos var iegādāties jebkurā sporta aprīkojuma veikalā. Pēc šīm manipulācijām varat atkārtoti ievietot un izņemt smiltis no ūdens tvertnes pilnīgi sausas.
