在全球水資源短缺的背景下,麻省理工學院(MIT)的研究人員開發(fā)出一種新的超吸水水凝膠,這一創(chuàng)新性的技術可能對沙漠和干旱地區(qū)的水資源利用帶來革命性的影響。
(相關資料圖)
這種獨特的水凝膠材料具有極強的吸濕能力,能夠從空氣中吸取水分。令人驚奇的是,該材料能夠在干燥條件下,即使相對濕度僅為30%,也能持續(xù)有效地吸濕。
更令人興奮的是,這種材料在吸濕后并無泄漏問題,能夠經過加熱、冷凝和收集的過程,最終得到純凈的水。
這款超吸水水凝膠的神秘之處在于其特殊的材料組成。其核心成分是一種常用于紙尿褲等產品的吸濕材料—水凝膠。
然而,MIT的工程師們不滿足于這一點,他們通過注入干燥能力強大的鹽類—氯化鋰,使得水凝膠的吸濕能力得到了顯著增強。
在過去的研究中,水凝膠中鹽的含量總是受到限制,然而,MIT的研究團隊成功地突破了這一瓶頸,使得這種強化的水凝膠在極度干燥的環(huán)境中也能實現前所未有的吸濕性能。
"我們一直在探索材料的基本性質,并沒有限定于某一特定應用場景。" MIT機械工程研究生Carlos Díaz-Marin表示,"但現在我們在研究各種可能的應用,包括提升空調的效率以及如何收集水??紤]到這種材料具有低成本和高性能的優(yōu)點,其潛力無法估量。"
如果能夠大規(guī)模生產這種超吸水水凝膠,它有望用于被動式的水收集,也可以整合到空調系統中,通過除濕來節(jié)約能源。
MIT的研究團隊采取了一種創(chuàng)新的方法,將氯化鋰注入水凝膠的時間從之前的24到48小時延長到了幾天甚至幾周。這一嘗試的結果超出了所有人的期望,經過30天的處理后,每克水凝膠中吸收了高達24克的鹽,這是之前紀錄的四倍。
這種超強的吸水性能在各種濕度條件下都得到了驗證。即使在相對濕度為30%的極其干燥的環(huán)境中,每克水凝膠也能吸收驚人的1.79克水分。
Díaz-Marin充滿期待地表示:"任何沙漠的夜晚都有如此低的相對濕度,因此理論上,這種材料可以在沙漠中產生水。"他指出,他們的下一步目標是提高材料的吸濕速度。
另一名團隊成員Gustav Graeber補充道:"最令人震驚的是,通過這樣簡單的方法,我們得到了迄今為止最高的吸濕量。現在,我們的主要關注點將放在動力學上,即如何快速吸濕。這將使得這種材料能夠更快地循環(huán),不僅每天能收集一次水,甚至有可能實現每天多次收集水。"
這項由MIT設備研究實驗室進行的研究展示了這種超吸水水凝膠的巨大潛力,它可能是實現更加可持續(xù)的水資源收集和節(jié)能行為的關鍵。
全球水資源安全是一個日益重要的議題,人口增長、氣候變化以及工業(yè)需求的增加使得這一問題愈加嚴重。這種超吸水水凝膠可能為改善全球水資源安全,特別是在資源稀缺地區(qū)的水資源問題,提供一種創(chuàng)新的解決方案。
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