Popular science work
美國(guó)麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)并測(cè)試了一種新型大氣水收集裝置。它能在無(wú)需外部電力的情況下,從空氣中高效提取飲用水。實(shí)地測(cè)試表明,該裝置即使在沙漠中也能穩(wěn)定運(yùn)行,每天可“榨出”最多160毫升飲用水。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期《自然·水》雜志上。
這款設(shè)備就像一塊黑色垂直放置的窗戶大小的面板,其由具有高吸濕性能的水凝膠材料構(gòu)成,封裝在一層涂有冷卻涂層的玻璃腔體中。水凝膠表面由一個(gè)個(gè)密布的小圓頂組成,類似氣泡紙,顯著增加了與空氣接觸的面積,從而提高吸水效率。
夜間,水凝膠從空氣中吸收水蒸氣,小圓頂隨之膨脹;白天,在陽(yáng)光照射下,水蒸氣從凝膠中釋放,小圓頂則像折紙一樣收縮。釋放出的水蒸氣凝結(jié)在玻璃內(nèi)壁上,匯集后通過(guò)管道排出,成為可直接飲用的清水。
該系統(tǒng)解決了水凝膠材料常見(jiàn)的鹽泄漏問(wèn)題。傳統(tǒng)吸濕凝膠常需添加鹽類(如氯化鋰)增強(qiáng)吸水能力,但鹽分可能隨水滲出,需額外凈化處理。為解決這一問(wèn)題,研究團(tuán)隊(duì)在水凝膠中引入了甘油,能有效穩(wěn)定鹽分,防止其結(jié)晶或外泄。同時(shí),凝膠材料的微觀結(jié)構(gòu)也避免了納米孔道造成的鹽滲透風(fēng)險(xiǎn)。
研究團(tuán)隊(duì)在北美最干燥地區(qū)——加州死亡谷,對(duì)該裝置進(jìn)行了為期一周的戶外測(cè)試。在相對(duì)濕度為21%至88%的條件下,裝置日均產(chǎn)水量為57毫升至161.5毫升,表現(xiàn)優(yōu)于同類系統(tǒng)。測(cè)試中獲取的水樣鹽分含量遠(yuǎn)低于安全飲用標(biāo)準(zhǔn)。
研究團(tuán)隊(duì)估計(jì),將多個(gè)面板組合成陣列,理論上即可滿足一個(gè)家庭的日常飲水需求。該裝置在空氣濕度較高的地區(qū)將具有更大的產(chǎn)水潛力。
來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)