Μια συναρπαστική ανακάλυψη έρχεται από την Κίνα, όπου επιστήμονες του Πανεπιστημίου Northwest A&F ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή τεχνολογία για την εξαγωγή και συλλογή βορίου από το θαλασσινό νερό. Το βόριο είναι ένα ελαφρύ στοιχείο που χρησιμοποιείται ως στερεό καύσιμο σε κινητήρες scramjet για ορισμένα προηγμένα κινεζικά υπερηχητικά όπλα. Επιπλέον, οι μαγνήτες νεοδυμίου-σιδήρου-βορίου, κρίσιμοι σε βιομηχανικές και στρατιωτικές εφαρμογές, απαιτούν βόριο κατά την κατασκευή τους, καθιστώντας την πρόσβαση σε αυτό το στοιχείο στρατηγικής σημασίας στις παγκόσμιες εφοδιαστικές αλυσίδες.
Παρόλο που η Κίνα παρουσιάζει την υψηλότερη παγκόσμια ζήτηση για βόριο, δεν είναι μεγάλος παραγωγός, με την Τουρκία και τις Ηνωμένες Πολιτείες να παράγουν το μεγαλύτερο μέρος των ορυκτών του. Το θαλασσινό νερό περιέχει ίχνη βορίου, τα οποία η συμβατική τεχνολογία αντίστροφης όσμωσης αδυνατεί να αφαιρέσει, ενώ μπορεί ακόμη και να τα συμπυκνώσει. Η μακροχρόνια κατανάλωση νερού με βόριο είναι επιβλαβής για την ανθρώπινη υγεία.
Η τεχνολογία της ηλιακά υποβοηθούμενης δια lasci interfaciale εξάτμισης (SDIE) έχει αναδειχθεί ως μια νέα, βιώσιμη μέθοδος παραγωγής γλυκού νερού. Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον Fan Zhimin, ανέπτυξε ένα σύστημα που χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για να απομακρύνει γλυκό νερό και βόριο από το θαλασσινό. Σχεδίασαν ένα νέο υλικό, ένα τζελ με την ονομασία MMS, βασισμένο σε φυσική αλγινική σόδα, ενισχυμένο με δύο υλικά υψηλής τεχνολογίας: MXene και MgO. Το MXene, ένα νανοϋλικό με εξαιρετική ικανότητα μετατροπής της ηλιακής ακτινοβολίας σε θερμότητα, αυξάνει την αποτελεσματικότητα της εξάτμισης, ενώ το MgO λειτουργεί ως προσροφητικό υλικό που παγιδεύει αποτελεσματικά το βόριο.
Το τζελ MMS, σε λεπτά φύλλα πάχους 2 χιλιοστών, τοποθετήθηκε στην επιφάνεια του νερού. Η ηλιακή ακτινοβολία προκαλούσε εξάτμιση στην άνω επιφάνεια, δημιουργώντας μια κλίση συγκέντρωσης που έφερνε θαλασσινό νερό προς τα πάνω μέσα στο τζελ. Το MgO στο κάτω μέρος προσρόφησε επιλεκτικά το βόριο. Στη συνέχεια, η εξάτμιση παρήγαγε γλυκό νερό, ενώ το βόριο συλλέχθηκε. Σε εργαστηριακές δοκιμές, το σύστημα πέτυχε ρυθμό εξάτμισης 2,14 κιλών γλυκού νερού ανά τετραγωνικό μέτρο τζελ ανά ώρα, με συσσώρευση βορίου 225,52 mg.
Η επιτυχία του MMS οφείλεται στη μοναδική πορώδη δομή του και στη συνδυαστική δράση του MXene και του MgO. Δοκιμές σε εξωτερικό χώρο στο Hong Kong έδειξαν παραγωγή νερού 5,20 κιλών ανά τετραγωνικό μέτρο και δυνατότητα εξαγωγής βορίου 122,45 mg, χωρίς ίχνη βορίου στο συμπύκνωμα. Επιπλέον, το τζελ αποδείχθηκε εξαιρετικά επαναχρησιμοποιήσιμο, διατηρώντας πάνω από το 86% της ικανότητας προσρόφησης μετά από επτά κύκλους. Οι ερευνητές εστιάζουν τώρα στην κλιμάκωση και το κόστος της παραγωγής του MMS για ευρύτερη εφαρμογή.
