研究人员开发低成本凝胶薄膜 可从沙漠空气中提取饮用水

2022年05月24日 17:07 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

缺水是世界大部分人口面临的主要问题,但只要有合适的设备,就可以从空气中提取饮用水。得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员现在展示了一种低成本的凝胶薄膜,它甚至可以从非常干燥的空气中每天提取饮用水。

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这种凝胶由两种廉价而常见的主要成分组成--来自植物细胞壁的纤维素和魔芋胶,一种广泛使用的食品添加剂。这两种成分共同作用于凝胶薄膜,可以从空气中吸收水分,然后根据需要释放,而不需要很多能量。

首先,魔芋胶的多孔结构吸引水从它周围的空气中凝结出来。同时,纤维素被设计成对温和的热量作出反应,变成疏水性的,释放出捕获的水。

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该团队说,制作这种凝胶也相当简单。基本成分混合在一起,然后倒入一个模具中,在那里两分钟就能凝固。之后,它被冷冻干燥,然后从模具中剥离出来,准备开始工作。它基本上可以被制成任何需要的形状,并可以相当容易地以低成本扩大规模。

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在测试中,凝胶薄膜能够从空气中拧出数量惊人的水。在相对湿度为30%的情况下,每公斤凝胶每天可以产生13升(3.4加仑)的水,甚至当湿度下降到只有15%时--即使对沙漠空气来说也是很低的--它每天每公斤仍然可以产生超过6升(1.6加仑)的水。

与此前一些研究人员公布的水收集器相比,这是一个巨大的进步。之前最高的是8.66升(2.3加仑),但那是在湿度高得多的空气中。其他人在30%的湿度下最高为5.87升(1.55加仑),或低至1.3升(0.3加仑)。

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该团队说,新的凝胶薄膜的效率可以进一步提高,通过创造更厚的薄膜、吸收床或该材料的其他阵列形式。也许最重要的是,这种材料的生产成本极低,每公斤只需2美元。这是扩大该技术规模并将其推广到最需要的偏远地区和发展中国家的另一个主要因素。

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这项研究发表在《自然-通讯》杂志上。

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