科学家创造出无需能量即可从空气中吸收水的晶体

吉林大学和纽约大学阿布扎比分校的研究人员团队开发出一种令人难以置信的新材料,可以直接从空气中收集水,而无需使用任何能源。这些创新的“Janus 晶体”灵感来自大自然,模仿沙漠植物和动物在干燥环境中捕获和收集水分以生存的方式。沙漠甲虫和 […] 科学家创造了无需能量即可从空气中吸收水的晶体,这篇文章首次出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告
集水混合有机晶体的制备和结构。图片来源:《美国化学会志》(2024 年)。
集水混合有机晶体的制备和结构。图片来源:《美国化学会志》(2024 年)。

吉林大学和纽约大学阿布扎比分校的一组研究人员开发出了一种令人难以置信的新材料,可以直接从空气中收集水,而无需使用任何能源。

这些创新的“Janus 晶体”灵感来自大自然,模仿沙漠植物和动物在干燥环境中捕获和收集水分以生存的方式。

沙漠甲虫和蜥蜴具有独特的表面,结合了吸水(亲水)和防水(疏水)区域。

这些结构使它们能够有效地收集和运输水。

受这一自然系统的启发,研究人员创造了具有类似特征的智能晶体。

这些晶体在亲水区域吸引水滴,然后将收集到的水通过疏水区域转移到容器中。

Janus 晶体由特别选择的有机化合物制成,这些化合物生长成柔韧的弹性结构。

它们的半透明轻质设计使研究人员能够使用光来监测水的收集过程。这些晶体以有史以来此类材料的最高效率从空气中捕获雾气和湿气。

水资源短缺是一个紧迫的全球挑战。传统的方法,如海水淡化(从海水中去除盐分),成本高昂且耗能。

相比之下,这些晶体在正常条件下自然工作,不需要任何电源。它们自发地从空气中收集水,提供潜在的无限清洁水供应。

地球大气层蕴藏着大量尚未开发的淡水资源。这项新技术可能会改变水资源短缺的现状,特别是在其他水源稀缺的干旱地区。

地球大气层