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西北师范大学AFM:受蜥蜴皮肤启发,仿生多相水凝胶,实现高效太阳能驱动淡水生产

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2025-07-12 15:11
    

主要观点总结

该研究通过分子工程设计,提出了一种新型仿生多相凝胶,具有高效吸湿和快速脱附性能。该凝胶融合了疏水光热、温度响应和亲水组分,能在宽湿度范围内实现高效集水。结合倒置冷凝和被动冷却装置,为干旱地区提供可扩展的集水方案。

关键观点总结

关键观点1: 全球淡水危机和海水淡化技术的局限性

全球约三分之二人口面临水资源短缺,海水淡化技术因地理局限性难以满足内陆及干旱地区需求,因此需要探索新的解决方案。

关键观点2: 仿生多相凝胶的特性和优势

该仿生多相凝胶具有高效吸湿、快速脱附、光热转换和温度响应性等特点。凝胶能够在宽湿度范围内实现高效集水,吸水量高达3.78 g g⁻¹,并利用太阳能驱动快速脱水。

关键观点3: 仿生设计的灵感来源和结构特点

该凝胶的仿生设计灵感来源于纳米布沙漠蜥蜴的皮肤结构,通过分子工程将疏水光热材料引入凝胶,形成仿生多相结构,实现高效冷凝大气水分并定向输送至体内。

关键观点4: 户外实际应用的效果

结合倒置被动冷却装置,户外实际日产水量达2.2 g g⁻¹ cycle⁻¹,为干旱地区提供了高效、可扩展的集水方案。收集的水质符合饮用标准。

关键观点5: 研究的展望

该研究为干旱半干旱地区提供了可扩展、高能效且气候适应性强的集水方案,有望缓解全球淡水短缺危机。


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