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  隨著人口的增長和水污染的加重，全球淡水資源日益緊缺。大氣集水技術（AWH）不受區域限制，可以為內陸和偏遠地區分散式提供淡水資源，具有巨大的應用前景。AWH可以通過親水界面收集霧滴、通過冷卻技術收集露珠或者通過吸附劑捕獲-釋放水。霧滴和露水采集需要較高的相對濕度或大量的能量。基于吸附劑的AWH（SAWH）通過設計吸附劑材料的結構與組成，利用物理（微納米結構）或者化學（極性基團、靜電吸引）等與空氣中自由的水分子相互作用，吸附或者吸收水，可以實現低濕度下（＜30 RH %）高效集水。目前主要以吸水性高分子和高吸濕性無機鹽復合來制備吸附劑。然而，吸水性高分子表面極性基團含量有限，在空氣中難以直接吸收水分子，通常需要負載大量的無機鹽，這導致復合吸附劑存在著集水效率低和無機鹽易泄露等問題。提高吸水性高分子表面的極性基團含量，可提高吸附劑與水分子的相互作用，有助于解決SAWH的集水效率和安全穩定性等問題。

圖5.SCNCPA based –EF在水果保鮮和空氣濕度管理等方面的應用潛力

  研究人員展示了一種基于聚電解質化的纖維素納米晶和彈性織物復合的新型吸附劑SCNCPA based -EF，用于制備高性能AWH和空氣濕度管理。先進的設計原理包括：（1）SCNCPA表面具有豐富的極性基團，包括?OH、?COOH、?OSO₃H ~ 12 mmol g^?1，這為其與水分子的強相互作用提供了強有力的支撐，有助于其快速捕獲水分子；（2）吸水后SCNCPA形成的網絡結構為內外水的輸送提供了通道，有助于保持表面的不飽和性；（3）聚電解質SCNCPA表面含有COO^?、Na⁺、Li⁺離子，提供較大的滲透壓差，驅動表面水通過擴散向內部轉移，導致SCNCPA層凝膠化并發生溶脹，從而儲水。基于此，SCNCPA based -EF在低濕度（30% RH）環境中展現了出色的平衡吸水量和快速的吸水/解吸動力學，為高性能AWH裝置的設計和應用提供了一種新型的吸附型基體材料。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.4c00121