Als theoretische Chemikerin an der Pritzker School of Molecular Engineering der Universität Chicago ist Gagliardi Expertin für die Modellierung chemischer Phänomene mit komplexen Computersimulationen.
Seit vielen Jahren arbeitet sie mit Kollegen auf der ganzen Welt zusammen, um metallorganische Gerüste oder MOFs zu untersuchen – Materialien, deren Molekularstruktur ihnen eine poröse innere Oberfläche verleiht. Diese innere Oberfläche kann funktionalisiert werden, um große Mengen an Gas zu absorbieren oder, wie in diesem Fall, Wasser aus der Luft zu sammeln.
Moleküle agieren wie Schwamm
„Sie sind im Grunde genommen Schwämme“, sagt Gagliardi. „Aber wir mussten genau verstehen, wie sie auf atomarer Ebene funktionieren, damit ein solches Gerät noch besser funktioniert.“
Hier fanden sie und ihr Team eine Möglichkeit, indem sie theoretische und rechnerische Methoden einsetzten, um zu verstehen, wie sich Wassermoleküle im Inneren der MOFs anlagern. Ziel ist es, das Gerät in trockenen Gebieten, wie zum Beispiel in der Wüste, einzusetzen, wo Wasser knapp ist, aber Gagliardi stellt sich eine noch breitere Anwendung vor.
„Wir stellen uns ein solches Gerät für jeden Menschen vor, im Grunde eine Wasserflasche, die immer Wasser aus der Luft aufnehmen kann“, sagte sie. „Auf diese Weise hat jeder Mensch, egal wo er ist, immer Zugang zu sauberem Wasser.“
Das Team arbeitet derzeit an der Optimierung des Geräts, und Gagliardi und ihr Team untersuchen andere Materialklassen, die das MOF-Gerät möglicherweise noch effektiver machen könnten.
„Die Gesellschaft steht vor unglaublichen Herausforderungen in Bezug auf Wasser“, so Gagliardi. „Der Planet wird in vielen Bereichen unter Wasserknappheit leiden, und wir als Wissenschaftler und Ingenieure bei Pritzker Molecular Engineering können zur Lösung dieser kritischen Probleme beitragen. Da wir über so viele verschiedene Fachgebiete verfügen, ist PME die ideale Umgebung, um diese Forschung durchzuführen. Wir können diese Probleme aus mehreren Blickwinkeln angehen, um Lösungen zu finden.“
