元素百科介绍研究人员开发“亲水”和“疏水”集水材料。研究人员灵感来自大自然中的水稻叶和猪笼草,开发出一种既能快速收集空气中的水分,又能使水分迅速脱落,便于收集的材料。
生活在沙漠干燥环境中的甲壳虫表面有亲水化学物质和疏水化学物质。依靠亲水表面收集雾中的水滴,疏水表面有助于使水滴滑落饮用。科学家们一直在努力开发集水材料,同时考虑到这两个优点。
一般的亲水表面很容易吸收空气中的水蒸气和小水滴,但它会形成一层液体膜,阻碍水的有效收集。德克萨斯大学拉斯分校戴贤明博士告诉新华社,有效收集空气中的水,并迅速从表面脱落,预计将为缺水地区提供更多的淡水资源。
宾夕法尼亚州立大学主持研究的黄德胜博士说,他们使用了一种被称为“宾夕法尼亚州立大学”的医生PDMS亲水性液体润滑剂修饰固体表面,使固体表面具有亲水性,能快速收集空气中的水分。由于液体润滑剂具有良好的流动性,液滴可以快速滑动并收集。研究人员还使用粗糙的表面来增加表面积来收集更多的水。
测试结果证实,这种粗糙的亲水表面可以快速收集空气中的水分,并“滴水”。戴贤明博士说,与依靠空气帮助水滴脱落的超疏水表面不同,这种材料可以达到现有超疏水材料集水效率的3倍以上。
该技术可应用于各种固体材料表面,如低成本塑料和金属,预计将用于海水淡化、冷凝热交换和淡水收集。


