饮用水是从沙漠空气通过低成本的凝胶膜

超过三分之一的世界人口生活在旱地,经验严重缺水的地区。在德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家和工程师已经开发出一个解决方案,可以帮助人们在这些领域获得干净的饮用水。

丰富的团队开发了一种低成本的凝胶膜材料可以从空气中提取水甚至最干燥的气候。促进这个反应的材料成本仅为2美元每千克,和一个公斤每天可以产生超过6升水在相对湿度低于15%的地区和13升在相对湿度30%的地区。

从团队的研究建立在之前的突破,包括能够把水从大气和创建self-watering土壤的应用技术。然而,这些技术被设计为相对高湿环境。

“这新工作是切实可行的解决方案,人们可以使用水在最热的,地球上最干燥的地方,“桂花Yu说,材料科学与机械工程教授Cockrell工程学院的沃克机械工程系。“这可能使数以百万计的人们没有一致的访问饮用水简单,水发电设备在家里,他们可以很容易地操作。”

water-capturing电影很容易被塑造成不同的形状。
这篇论文发表在自然通讯。

研究人员使用可再生纤维素和一个共同的厨房原料,魔芋胶,作为一个主要的亲水(水)吸引骨架。的连通孔隙结构胶速度moisture-capturing过程。另一个设计组件,thermo-responsive纤维素与疏水性(耐水)交互加热后,有助于释放立即收集到的水,这样整体能源输入生产水最小化。

其他尝试把水从沙漠空气通常是能源密集型和不产生。虽然6升听起来并不多,研究人员说,创建更厚的电影或吸收剂床或阵列优化可能会极大地增加他们的用水量。

创建water-capturing电影的过程从它的成分。
反应本身很简单,研究人员说,降低比例的挑战和实现大规模使用。

“这不是你需要一个高级学位,“说、可“南希”郭,该论文的第一作者和前在实验室的博士生,现在麻省理工学院的博士后研究员。“这是非常简单,任何人都可以让它在家里如果他们有材料。”

原型设备捕捉水从空气中使用新的电影。
这部电影是灵活,可以被塑造成各种各样的形状和大小,根据用户的需要。使这部电影只需要凝胶前体,其中包括所有相关的成分注入模具。

“这种凝胶需要2分钟设置简单。然后,它只是需要冷冻,可以脱下模后立即使用,“博士生Weixin关说Yu的团队和一个首席研究员的工作。

这项研究是由美国国防部国防高级研究计划局(DARPA),和饮用水的士兵在干旱气候是项目的重要组成部分。然而,研究人员还设想这是总有一天人们可以在五金店购买和使用在自己的家里,因为简单。

参考:陆郭Y,关W, Lei C, H, W, Yu g .可伸缩的超级吸湿聚合物电影可持续水分在干旱环境中收获。Nat Commun。2022;13 (1):2761。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 30505 - 2

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