革命性新材料无需能源即可从稀薄空气中获取水分

【蜂耘网 新材料】来自吉林大学、纽约大学阿布扎比分校智能材料实验室和智能工程材料中心的科学家团队开发出了一种新型晶体材料，无需输入任何能量即可从雾中收集水分。这些新型智能晶体被命名为 Janus 晶体，其灵感来自沙漠动植物，它们可以在干旱条件下生存。

例如，沙漠甲虫和蜥蜴在进化过程中形成了既有亲水区域又有疏水区域的表面结构，能够有效捕捉空气中的水分。 水被吸引到亲水区域，水滴则通过疏水区域积聚和输送。

化学教授潘斯-瑙莫夫领导的研究小组在《美国化学学会学报》上发表的一篇新论文中介绍了他们的研究成果。

智能工程材料中心。 资料来源：纽约大学阿布扎比分校

研究人员选择了三种化学性质多变的有机化合物，并从中培育出弹性有机晶体。 然后，他们测试了每种材料与空气中的水的相互作用，最终创造出了新型集水材料--Janus 晶体，它的表面同时包含亲水和疏水区域，一个用于捕捉水，一个用于将水转移到容器中收集。

Janus 晶体能从潮湿的空气中捕捉湿气，具有迄今为止最高的集水效率。 这种晶体的结构窄小且透光，研究人员可利用光线实时监测雾滴的收集和凝结情况。

智能工程材料中心。 资料来源：纽约大学阿布扎比分校

海水淡化是一种广泛使用的生产饮用水的方法，但需要一个高能耗的过程来分离盐水中的溶解盐。 相比之下，杰纳斯晶体所利用的空气湿度或雾气的凝结过程是在环境条件下自发进行的，无需输入能源，因此有可能提供取之不尽的清洁水源。

与之前报道的多孔有机晶体不同，Janus 晶体在其表面结合了集水和输水功能，创造了一个高效的集水过程，在环境条件下最大限度地增加了集水量。

潘斯-瑙莫夫。 资料来源：纽约大学阿布扎比分校

"地球大气层中蕴藏着大量尚未开发的淡水，但我们迫切需要能够有效捕捉和收集这些湿气并将其凝结成饮用水的材料，"瑙莫夫说。"我们团队开发的晶体不仅利用了有机晶体的机械顺应性和光学透明性，还为设计主动、自感应和高效的表面活性收集器铺平了道路。"

（蜂耘新材料网  责任编辑：科技蜜）