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朋友们,你们敢信吗?就在最近,麻省理工学院(MIT)那帮工程师整出了个看着像黑色泡泡膜、却能直接从空气里“榨”出饮用水的神器!重点来了:这玩意儿不用插电!在咱们这颗星球上,超过22亿人喝不上安全的饮用水,光美国就有4600万人要么家里水龙头不出水,要么流出来的水喝了闹肚子。为了解决缺水地区的燃眉之急,这个新设备简直是量身定做。
这宝贝大名叫“大气集水窗”(Atmospheric Water Harvesting Window, AWHW)。它的核心是块表面布满小圆顶、酷似黑色气泡膜的特殊水凝胶面板。这些“小气泡”特别擅长在夜晚湿度较高时,把空气里的水蒸气给抓取过来。等到太阳升起,阳光一照,凝胶里吸的水分就变回水蒸气跑出来。这时候,设备里那块涂了特殊聚合物薄膜的玻璃就派上用场了——薄膜帮忙给玻璃降降温,跑出来的水蒸气一碰到凉凉的玻璃就乖乖“现原形”,凝结成水珠滴下来,顺着管子流进收集容器里,直接能喝!
厉害的是,这“大气集水窗”全靠自己个儿“干饭”(吸收太阳能),不需要电池、太阳能板或者任何其他能源驱动,属于完完全全的被动工作模式。为了证明它的能耐,MIT团队把它扛到了北美数一数二的干旱地——美国加州死亡谷做测试。结果呢?一块一平米大的面板,就算空气干到湿度只有21%,它每天愣是能产出57.0毫升到161.5毫升的饮用水!这成绩单,把其他不插电的空气取水设备都给比下去了。
MIT的教授赵宣和(Xuanhe Zhao)解释团队的雄心:“我们做出了米级尺寸的设备,目标就是奔着那些资源匮乏的地方去的,有些地方连块太阳能板都整不到。这相当于敲开了规模化水收集技术的大门。以后大家还能造更大的,或者并排放好几块面板,实实在在给人们供上饮用水。”
研究里还有个巧思解决了饮水安全难题。这类水凝胶通常用氯化锂等盐分多吸水汽,但容易漏水里的盐。MIT团队有妙招:往凝胶里加了点甘油。这玩意儿像个“门卫”,能把盐分紧紧锁在凝胶里,不让它溜进水里头。实测结果很给力——收集的水里锂离子浓度一直稳稳低于百万分之零点零六(0.06 ppm),比安全标准低得多呢。
那一个个圆顶设计也不简单,增加了材料能抓水汽的表面积。外面那块玻璃板还有门道:表面那层聚合物薄膜不光好看,关键能帮玻璃散热,让水汽更容易凝结成水。
论文的主要作者刘畅(Chang Liu,现在新加坡国立大学任教)展望道:“这玩意儿现在只是个验证思路的雏形,优化空间海了去了。比如搞成多块面板组合装。团队已经在研发下一代材料,打算从根子上提升它的性能。”*这篇研究可是在顶尖期刊《自然·水》(Nature Water)上发布的。
文章里还提到,测试显示这“大气集水窗”至少能用一年。在气候特别艰苦的地方造安全、可持续的水源,这事儿看起来很有戏。研究团队盘算着,未来立起来一排这种面板,指不定就能给单家独户,特别是偏远或者没电网的地区,稳定供上饮用水了。
(资讯来源:MIT News, 《自然》期刊 / Nature)
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