隨著氣候變化、人口增長和城市化進程加劇,全球清潔淡水資源的獲取日益成為嚴峻挑戰。傳統水源逐漸枯竭,推動了對創新水資源收集技術的迫切需求。大氣水收集(AWH)技術利用空氣中豐富的水分,通過吸附-解吸過程生產飲用水,尤其吸附式AWH因其適應廣泛氣候條件而備受關注。然而,現有吸濕性聚合物凝膠(HPGs)雖具有高吸濕能力,卻因高度交聯的網絡結構導致機械性能差、空氣滲透性低、吸附動力學緩慢,限制了其在實際設備中的規?;瘧?。
近日,南京工業大學李海青、周嵬研究團隊開發出一類新型大氣水收集吸附劑——吸濕性兩性離子織物(HZFs),通過表面引發原子轉移自由基聚合(SI-ATRP)在棉織物上接枝無交聯的兩性離子聚(磺酸甜菜堿甲基丙烯酸酯,PSBMA)刷,并經LiCl負載制得。該材料不僅具備優異的機械柔韌性、魯棒性和可擴展性,還在不同相對濕度(RH)下表現出卓越的吸濕性能,且有效緩解了“鹽析效應”。基于此,研究者設計了一種新型AWH原型機,采用單層HZF進行大氣吸濕,多層堆疊結構進行高效解水,戶外實測日產量達4.2 L·m?2,顯示出在各種氣候條件下高效收集大氣水的巨大潛力。相關論文以“ Hygroscopic Zwitterionic Fabrics for Sustainable Atmospheric Water Harvesting ”為題,發表在Advanced Functional Materials 上。
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