作者:威利
信用:威利
水凝胶具有惊人的膨胀和吸水能力
在日常生活中，它们被用于敷料、尿布等来锁住水分
一组研究人员现在发现了另一种用途:使用一种特别开发的含有吸湿盐的水凝胶，从空气中快速提取大量淡水
发表在《Angewandte Chemie》杂志上的这项研究表明，盐提高了凝胶的水分吸收，使其适合在干旱地区收集水分
水凝胶可以吸收和储存数倍于自身重量的水
在这样做时，下面的聚合物通过结合水而显著膨胀
然而，迄今为止，利用这一特性从大气中生产淡水还不可行，因为从空气中收集水分仍然太慢且效率低
另一方面，可以通过添加吸湿盐来提高吸湿能力，这些吸湿盐可以快速去除空气中的大量水分
然而，吸湿性盐和水凝胶通常是不相容的，因为大量的盐会影响水凝胶的溶胀能力，从而降低其性能
此外，盐离子在凝胶中没有紧密配合，容易被洗掉
美国德克萨斯大学奥斯汀分校的材料科学家余桂华和他的团队通过开发一种特别“耐盐”的水凝胶，克服了这些问题
正如他们的研究显示，这种凝胶在与吸湿盐结合时获得了吸收和保留水分的能力
使用他们的水凝胶，该团队能够在24小时内从相对湿度为30%的空气中提取每千克材料近6升的纯水
这种新型水凝胶的基础是由两性离子分子构成的聚合物
在这种情况下，聚两性离子携带正负电荷官能团，这有助于聚合物对盐的反应更灵敏
最初，聚合物中的分子链紧密混合，但当研究人员添加氯化锂盐时，分子链松弛，形成了多孔的海绵状水凝胶
这种载有吸湿性盐的水凝胶能够快速而容易地结合水分子
事实上，水的加入是如此的快速和简单，以至于该团队能够建立一个循环系统来连续分离水
他们每次将水凝胶放置一小时以吸收大气中的水分，然后在冷凝器中干燥凝胶以收集冷凝水
他们多次重复这一过程，但没有导致吸收、冷凝或收集的水量的任何实质性损失
Yu和他的团队表示，这样制备的水凝胶“应该最适合于有效收集水分，以获得潜在的每日产水量”
他们补充说，聚两性离子水凝胶将来可以在干旱地区恢复大气水分方面发挥重要作用
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