 你知道全世界每年有多少人因水而死亡吗？说出来可能吓你一跳，地球上有22亿，四分之一的人生活在水资源紧张的地方，每年有500万人死于与水资源有关的疾病，其中大部分是儿童，真的是触目惊心啊！现在好了，上海交通大学近年来开发了一种奇葩的空气取水技术，不用电不用其他能源，甚至可以从干燥的空气中榨出水来，这意味着即使是在干旱和沙漠的极端环境中，人们也可以利用这种技术获得宝贵的生命源泉了，如果得到广泛利用，或许可以拯救很多人的生命。 这项研究来自王如竹教授领导的团队，研究人员发现，整个地球空气中含有高达12.9万亿吨的水汽，比地表上所有河流的水量都还要多，但发展中国家近80%的疾病却都与水质有关，由于这些最需要改善饮水的地区也位于世界上阳光最充足的地方，研究人员开始思考利用阳光来获取清洁水的办法。  在分析研究了多种空气中取水的技术后，研究人员开发了一种由氮化钛、羟丙基甲基纤维素和氯化锂组成的超吸湿多孔凝胶（THL），通过太阳能解吸和冷凝，找到了一种迄今为止最有效的由太阳能驱动的空气取水策略。 氯化锂被认为是迄今最强大的吸湿盐之一，因为它可以与水发生强烈的相互作用而保存大量的水分，但潮解后会导致钝化、腐蚀和泄漏，研究人员经过不断试验，通过添加氮化钛、羟丙基甲基纤维素并优化材料结构，最终形成了这种超吸湿的多孔凝胶，可以吸收并保留大气中大量的水分。试验证明，在25 °C和15%–90%的相对湿度条件下，这种多孔凝胶每公斤可以吸附1.18公斤到6.43公斤的水，超过了以前所知的任何材料。  然而吸到水只是开始，如何将水释放出来才是一个大问题。这时候材料中添加的氮化钛就开始大显身手了，氮化钛是一种与贵金属类似的、具有局域表面等离子体共振效应的光热转换材料，再加上羟丙基甲基纤维素优异的热响应性，这种凝胶在太阳辐照下可以迅速升温到90℃以上，通过冷凝后可以在15分钟内释放出80%的水。 由于吸附时间约为解吸时间的两倍，研究人员为此设计了一套两个吸附剂集成在同一系统的中的装置，通过优化结构和操作策略，可以进行连续不断的吸附-解吸过程，提高取水效率，最终在夏季和冬季的室外试验中，在相对湿度约60%和30%的情况下，每天每公斤凝胶的集水量分别达到了3.82升和2.98升。  由于凝胶工作的宽湿度范围，这种装置被认为在干旱沙漠地区仍能从空气中榨取一定的水出来，而且不需要其他能源，解吸过程还会将蒸汽温度提高到巴氏灭菌温度以上，去除了大多数的非挥发性成分以及所有类型的微生物和病毒，无需额外的纯化步骤即可直接饮用。 这项研究12月5日发表在《应用物理评论》上。 |
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