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“捕雾”织物有望大力改善沙漠集水

温斯顿 乔尔

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一种以棉纤维为主的材料可以在干旱地区收集饮用水,并繁荣农业

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中国研究员研制了一种新奇织物可以从雾气中收集水分,从而帮助改善沙漠地区的淡水供应(图片来源:sbisson

 

一种新奇而经济的织物可以提高雾水收集的效率,从而帮助改善沙漠地区淡水供应 。

荷兰埃因霍芬理工大学和中国香港理工大学的研究者们,在棉纤维上包裹一种名为聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的高分子聚合物,将其变成一种集水材料 。

将于2月21日出版的《先进材料》杂志的一篇论文指出,这种织物的功能可以根据外界天气条件自由转换:多雾寒冷时,它会直接从空气中吸取水分;温度升高时,它则会释放水分。

这种海绵状的织物,每公斤可以从空气中吸收约3.4升的水。当环境温度上升,材料的微观结构发生变化,水分就被释放出来。这些过程是可重复的,使得这种纤维成为自主性集水装置的希望大大增加。

该研究团队希望能够用这种材料在干旱的沿海地区收集淡水。比如纳米比亚的纳米比沙漠,降雨极少,但海洋气流经常能带来水蒸气丰富的大雾。

这种织物能够收集和释放水分的温度范围,也与沙漠地区通常的日间最高温和夜间最低温接近。

埃因霍芬理工大学的卡塔丽娜·艾斯蒂文斯说,这种织物除了能够在干旱的山区和沙漠地带从雾中收集饮用水,还有其他用途。

她在接受SciDev.Net 网站采访时说:“其中一个用途就是农业。你可以把这种带涂层的棉纤维与农田的土壤混在一起,晚上温度较低时,它就会吸取大气中的湿气,而等到第二天温度升高,它就会把水分释放到土壤里。”

研究者们计划对这种织物进行微调,增加它的集水量,并且改变它吸水和放水时的温度,这样它就可以在范围更广的环境里使用了。

尽管棉花相对便宜,且在很多地方都唾手可得,但艾斯蒂文斯说,如果想要把目前研究团队的小型实验室试样扩大成沙漠中的实际应用品,还要付出更多的努力。

研究者们希望与企业以及其他机构合作,以优化该材料,投入大规模生产。

实际上,捕雾尼龙网已经在智利、尼泊尔和秘鲁等国投入使用,但这要依靠风把雾中的小水滴吹到网上才行。

而这种棉-高分子聚合物纤维可以从空气中直接吸水,实验室测试表明,即使没有风,它的功效也丝毫不打折扣。

智利天主教大学的皮拉·特伦科索从事雾水收集研究已经三十年了,他说尽管雾水收集网并不昂贵,但雾水收集效率的提高仍然让情况“截然不同”。

负责在秘鲁安放雾水收集器的NGO组织Alimón的安妮·鲁默里奇提出了一点异议。她说,目前正在进行雾水收集的许多地区,雾经常持续几周甚至几个月,温度无法升高到能让这种新织物释放水分的程度。

美国麻省理工学院的西里让·哈特里说,可以“通过调整织物吸/放水切换的温度点,使其在不同的地区都能收集相当数量的水分”。

他还说,大规模地使用如此简单的材料,成本将十分低廉,但是其吸收和释放水分的速度将给这一技术的商业化造成限制。


此博客首先刊登于SciDev.Net

翻译:奇芳

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