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  水資源短缺已經成為現代人類面臨的最具挑戰性的困難之一，據世界氣象組織發布的最新報告，在過去的20年，地球的地下水水面以每年1厘米的速度下降，如果一直持續下去，預計到2050年，全球缺水的人數預計將達到50億，這將對全球水安全造成重大影響，因此，針對這一嚴重問題，人們采取了一些有效的方法最大限度地利用地球上的淡水資源，例如海水淡化、污水處理、大氣集水等。相關研究表明，大氣水含量非常豐富，約占世界湖水的10%。因此，大氣水收集技術受到研究人員的廣泛關注，成為捕獲淡水的有效方法之一。

  近日，天津工業大學紡織科學與工程學院張松楠副研究員，以開孔的聚丙烯酸鈉水凝膠（PAAS）為殼層，以溫敏性的大孔徑聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠（PNIPAAm）為核層，以聚多巴胺納米粒子（PDA）為光熱轉化材料，開發了一種兼具高效吸濕性能及快速釋水性能的光響應核殼PAAS-PNIPAAm水凝膠，有效地提高了水凝膠的大氣水收集性能。該研究成果以“Sustainable hierarchical-pored PAAS-PNIPAAm hydrogel with core-shell structure tailored for highly efficient atmospheric water harvesting” 為題發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上（見文后原文鏈接）。

圖1. a) 核殼水凝膠的制備流程。b-f) 核殼水凝膠的SEM圖: b) PAAS水凝膠；c) PNIPAAm水凝膠；d) 核層和殼層之間連接處；e) 水凝膠表面粗糙度圖像，R_a: 11.19 μm；f) 聚多巴胺顆粒。g) 水凝膠的EDS能譜圖。

圖2. a) 水凝膠的吸收光譜。b) 濕態水凝膠在1個太陽光強度照射下的溫度變化圖。c) 不同PDA 濃度處理的水凝膠的表面溫度的變化圖。d) 干態水凝膠在1個太陽光強度照射下的溫度變化圖。e) 水凝膠在1個陽光下的紅外熱成像圖。f) 水凝膠在不同光強下的溫度變化曲線。

圖4. a) 水蒸發測試裝置。b) 水收集器內壁上水滴形成的照片。c)不同核殼比例的水凝膠在1個太陽照射下的釋水性能。d) 水凝膠在不同光照強度下的釋水性能。e) 聚多巴胺改性前后水凝膠的釋水性能。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c19840

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