賓夕法尼亞州立大學和得克薩斯大學達拉斯分校合作開發出既“親水”又“疏水”集水材料
2018-04-03 來源:新華社
發表在最新一期美國《科學·進展》雜志上的一項研究顯示,科研人員從大自然中的水稻葉子和豬籠草獲得啟發,開發出一種既能夠快速收集空氣中水分、又能使水分快速脫落便于收集的材料。
在沙漠干涸的環境中生存的甲殼蟲,其表面有親水和疏水相間的化學物質,依靠其親水表面收集霧中的水滴,疏水表面有助于讓水珠滑落飲用。開發出同時兼顧兩種優點的集水材料一直是科學家們努力的方向。
一般的親水表面容易吸收空氣中的水蒸氣和小水滴,但會形成一層液膜,阻礙水分的有效收集。論文通訊作者之一、美國得克薩斯大學達拉斯分校戴賢明教授對記者說,開發出有效收集空氣中水分并使其從表面快速脫落、從而可被收集的材料,有望為缺水地區提供更多淡水資源。
主持研究的賓夕法尼亞州立大學黃得勝教授說,他們采用一種被稱為PDMS的親水性液體潤滑劑修飾固體表面,讓固體表面具有親水性質,能夠快速收集空氣中水分。由于液體潤滑劑具有良好的流動性,可使液滴迅速滑落并被收集。研究人員還采用粗糙表面,加大其表面積以收集更多的水。
測試結果證實,這種親水粗糙表面能快速收集空氣中的水分,并做到“滴水不沾”。戴賢明教授說,這種材料不像超疏水表面依賴空氣幫助水滴脫落,卻能達到現有超疏水材料集水效率的3倍以上。
這項技術可應用于各種固體材料表面,比如低成本的塑料和金屬等,制成的高效集水材料有望用于海水淡化、冷凝換熱和淡水收集等領域。
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(責任編輯:xu)
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