美国的研究人员设计了一种可持续的聚合物凝胶，即使在低湿度条件下也可以从周围空气中收集大量水分。 由...制作 郭友红 与德克萨斯大学奥斯汀分校的同事们一起，这种低成本材料将吸水植物纤维与纤维素结合在一起，加热时会排出水分。
世界上许多地方都经历了一定程度的水资源短缺，预计随着全球变暖的加剧，这一问题将日益严重。 直接从大气中提取水分可以为数百万人提供获得清洁水的重要途径。 研究人员已经开发了多种不同的多孔材料，可以根据需要捕获和释放水分——但这些材料通常需要潮湿的条件。 在旱地地区，现在拥有世界三分之一以上的人口，现有技术面临着低吸水率和高能源需求的问题。
为了应对这一挑战，郭的团队开发了一种新的聚合物材料，其中包含魔芋胶 (KGM)（一种广泛用于亚洲美食的植物纤维）和羟丙基纤维素 (HPC) 的混合物。 这种聚合物基质还含有均匀分散的氯化锂溶液——一种保湿盐。
大面积
在材料中，亲水性 KGM 具有分级多孔结构。 这提供了大的集水表面积，同时还允许水蒸气快速通过结构。 加热时，HPC 会发生相变，其之前的直聚合物纤维会收缩成无定形的扭曲形状。 在此过程中，KGM 纤维中的任何水分都会迅速释放出来。
Guo 及其同事表明，在干旱条件下 14-24 个水的吸收和释放周期中，在 1% 的相对湿度下，6 kg 的凝胶每天可以产生超过 15 l 的水。 在 30% 的相对湿度下，每天最多可生产 13 升。
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研究人员还表明，这种聚合物可以通过用户友好的铸造方法轻松生产，其中将包含所有三种成分的凝胶前体混合并倒入模具中。 2分钟后，将混合物冷冻干燥并从模具中剥离，即可立即使用。
最重要的是，该材料的三种成分很丰富，并且可以可持续地采购。 总而言之，这些成分的成本仅为每公斤 2 美元。 郭的团队希望低成本和生产简单意味着凝胶可以商业化生产。 他们预测，通过制造更厚的薄膜并将吸收床引入凝胶中，可以很容易地收集到更多的水。
该研究描述于 自然通讯.
该职位 集水凝胶在低湿度下工作 最早出现 物理世界.
