更新时间:2023-10-07 19:48作者:小留
一种由丰富材料制成的新型低成本凝胶膜即使在最干燥的气候下也能从空气中提取水分;研究人员使用可再生纤维素和常见的厨房成分作为关键的亲水(吸水)骨架;这种凝胶主要供干燥气候下的士兵使用,但有一天也可能成为一种家庭用品。
研究人员表示,一种由丰富材料制成的新型低成本凝胶膜即使在最干燥的气候下也可以从空气中提取水分。世界上三分之一以上的人口生活在干旱地区,面临严重的水资源短缺。这种新型凝胶膜可以提供一种解决方案,帮助这些地区的人们获得清洁的饮用水。
促进这种反应的材料每公斤仅需2 美元。在相对湿度低于15%的地区,一公斤物料每天可产水6升以上,在相对湿度高达30%的地区,每天可产水13升以上。
该研究建立在该团队之前的突破基础上,包括从大气中提取水的能力以及应用该技术创建自动浇水土壤的能力。然而,研究人员为湿度相对较高的环境设计了这些技术。
“这项新工作是一个实用的解决方案,可以帮助人们从地球上最热、最干燥的气候中恢复过来,”英国大学科克雷尔工程学院沃克机械工程系材料科学和机械工程教授于桂华说。德克萨斯州奥斯汀。到哪里去取水。”
“这将使数百万无法持续获得饮用水的人在家中拥有简单易用的制水设备。”
研究人员使用可再生纤维素和魔芋胶(一种常见的厨房成分)作为主要的亲水(吸水)主链。凝胶的开孔结构加速了吸水过程。另一种设计成分是热敏纤维素,它在加热时具有疏水(防水)效果,有助于立即释放收集到的水,从而最大限度地减少产出水的总能量输入。
其他从沙漠空气中收集水的尝试通常是能源密集型的,而且效率不高。虽然6 升水听起来不多,但研究人员表示,通过优化更厚的薄膜或吸收床或阵列的制造,可以大大增加水的产量。研究人员表示,反应本身很简单,这减少了放大和大规模使用的挑战。
该研究的第一作者、于教授实验室的前博士生、现在麻省理工学院的博士后研究员郭友红声称,“这不需要高学位就能使用。这项技术非常简单。”只要有材料,任何人都可以在家制作。”
该膜具有柔性,可以根据用户的需要模制成各种形状和尺寸。制作薄膜只需要凝胶前体,其中包括模具中的所有相关组件。
“这种凝胶只需两分钟即可轻松凝固。然后通过冷冻干燥,它可以从模具中分离出来并立即使用。”该团队的博士生、这项工作的首席研究员管伟新说。
美国国防高级研究计划局(DARPA) 资助了这项研究。为干旱气候下的士兵提供饮用水是该项目的重要目标之一。然而,研究人员还设想有一天人们可以在五金店购买这种材料并在家中使用。
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