科研人員開發含鹽水凝膠可有效地從空氣中獲取水
飲用水短缺是世界上許多地方的一個關鍵問題,而大量的水漂浮在空氣中,無法獲取,這是一個殘酷的諷刺。得克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員現在已經開發出一種含鹽水凝膠,可以在相對較低的濕度下從空氣中提取大量的新鮮飲用水。
顧名思義,水凝膠主要由水構成,但這並不妨礙它們想要更多。它們出色的吸收能力使它們在尿布和繃帶中很有用,並有可能作為除濕器和從空氣中提取飲用水的設備。最後一項應用可能特別有用,但不幸的是,這個過程有點慢,而且效率不高。添加吸濕性鹽類,也是有效的吸水劑,可能會有所幫助,但令人沮喪的是這些鹽類不能很好地與水凝膠結合。
因此,在新研究中,研究人員開始尋找一種方法來正確地混合這兩者。關鍵是要從一種由“兩性離子”分子組成的聚合物開始–從本質上講,它們含有同時帶有正負電荷的離子。這使得它能夠更牢固地抓住吸濕性鹽類,而由此產生的水凝膠在吸收周圍空氣中的水分方面非常有效。
這樣做包括一個吸收和分離的循環。首先,該材料被放置一個小時,以便從周圍的空氣中吸出水分。然後它在一個冷凝器中被烘乾,以擰出並收集水分,然後再把它放回吸收任務上。重複這個循環多次似乎並沒有降低它吸收或釋放水的能力。
在測試中,這種含鹽水凝膠表現得非常好。該團隊每天能夠從濕度為30%的空氣中,以每公斤材料提取5.87升的淡水。這是我們從這樣的水收集器中看到的最佳性能之一–其他研究人員已經設計了很多類似的水收集器,通常使用金屬有機框架作為吸收材料。
隨著進一步的優化,這些兩性離子水凝膠在向發展中國家和乾旱地區提供飲用水方面可能非常有用。
該研究發表在《Angewandte Chemie》雜誌上。