受甲蟲啟發(fā)的涂料可幫助遭受旱災(zāi)的國家從稀薄空氣中集水

--- 超雙疏材料可‘彈出’空氣中的微小水滴 ---

--- 新的解決方案可生產(chǎn)超級防霧的車窗和更快的排水系統(tǒng) ---

北京2020年5月13日 /美通社/ -- 受一種沙漠甲蟲凹凸不平的皮膚啟發(fā)，科學(xué)家們創(chuàng)造出了一種新的設(shè)備，可從稀薄空氣中收集新鮮的飲用淡水。

由中國東南大學(xué)張友法領(lǐng)導(dǎo)的一支團(tuán)隊在英國皇家化學(xué)會的RSC Advances 中披露道，他們發(fā)現(xiàn)某種甲蟲的皮膚吸收水分后讓水流向自己的口中，并可以模擬這種方式創(chuàng)造一種簡單的涂料 -- 使之可以在最干旱的環(huán)境下合成水分。

通過利用這種涂料涂到兩個接觸面上，從空氣中捕獲的濃縮水分可‘彈回’并凝成水滴，由此落入下方的一個收集容器。同時因為這是一個被動系統(tǒng)，它不需要供電即可收集水分。

張博士說：“全球大約有三分之二的人口遭受了嚴(yán)重的水危機(jī)，而全球大約有10%的淡水資源存儲在空氣中。長期以來，全世界科學(xué)家們矢志追求在受干旱影響的地區(qū)從空氣中提取這些水分。

“這種混合涂層的設(shè)計受到了沙漠甲蟲背部結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，但我們的涂層將具有更好的性能，意味著水蒸氣可在涂層上非常快速地凝結(jié)，同時非?？焖俚仉x開表面，讓表面準(zhǔn)備好收集更多水分?！?/p>

這種涂料的應(yīng)用成本比當(dāng)前技術(shù)低得多，其開發(fā)使科幻作家 Frank Herbert 最早在其小說“Dune”中設(shè)想的這種水收集站成為可能 -- 好萊塢將投入重金預(yù)算將這部小說改編成電影，預(yù)定于12月上映。

這種解決方案可用作噴霧，還可帶來新的防水服裝、防霧車窗和極其快速的排水系統(tǒng)。

但是，其實該團(tuán)隊一開始是受荷葉啟發(fā)，而去研究大自然有什么解決方案來制作超級疏水或超雙疏材料，以便嘗試和改進(jìn)空調(diào)機(jī)組的效率。

“我們的靈感最初來自于荷花的自我清潔屬性，許多研究受此啟發(fā)，以開發(fā)出防水、防結(jié)露、防結(jié)霜和防結(jié)冰的新材料。然而，水蒸氣卻無法在這種涂層上快速凝結(jié)，因此，對熱傳遞的促進(jìn)作用有限?！?/p>

“當(dāng)我們轉(zhuǎn)而考察沙漠甲蟲時，這啟發(fā)出了一種新的混合涂層策略，在這里，當(dāng)冷凝水滴足夠大時，即可快速凝結(jié)起來并離開表面?！睆埐┦空f道。

“我們發(fā)現(xiàn)這種混合涂層有利于在有霧、干旱或半干旱的地區(qū)及沿海地帶收集水分，并比傳統(tǒng)商業(yè)方法表現(xiàn)出更加出色的性能。近年來，淡水資源的供應(yīng)已成為一項嚴(yán)重的全球挑戰(zhàn)，我們希望這項研究結(jié)果可用于水收集，并對解決水資源短缺的問題做出貢獻(xiàn)。”

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