丽莎·泽加，物理
（同organic）有机 碳纳米管覆盖的气凝胶将水向上拉，并将其转化为蒸汽，净化后用于收集
信用:徐等
2019美国化学学会 有效地克服重力向上移动水是人类工程的一大壮举，然而这是树木已经掌握了数亿年的技术
在一项新的研究中，研究人员设计了一种受树木启发的水传输系统，该系统利用毛细作用力将脏水向上推动通过分层结构的气凝胶，然后在那里它可以被太阳能转化为蒸汽，以产生新鲜、清洁的水
由浙江科技大学的刘爱萍和浙江大学的白浩领导的研究人员，在最近一期的纳米ACS上发表了一篇关于新的水传输和太阳能蒸汽产生方法的论文
未来，高效的水传输方法在水净化和脱盐方面具有潜在的应用
“我们的制备方法是通用的，可以工业化，”刘告诉体育
（同organic）有机
“我们的材料性能优异，稳定性好，可以多次重复使用
这为未来大规模海水淡化和污水处理提供了可能
" 新系统由两个主要部分组成:一个长而多孔的超轻气凝胶来输送水，一个碳纳米管层在气凝胶顶部来吸收阳光并将水转化为蒸汽
该系统封装在玻璃容器中
由于水分子和孔的内表面之间的粘附所引起的毛细作用力，水通过气凝胶中的孔向上流动
一旦水到达顶部，太阳能加热的碳纳米管层将水加热成蒸汽，留下任何污染物
蒸汽在周围玻璃容器的侧面凝结，形成水滴，水滴向下流到容器底部，进入蓄水池收集
染色的水通过气凝胶的分叉向上流动
信用:徐等
2019美国化学学会 这个设计和植物使用的非常相似
植物包含许多微小的木质部导管，这些导管通过它们的枝叶从地下吸取水分——有时在数百英尺的空中
一旦水到达叶子，太阳辐射会使水通过叶子上的小孔蒸发，类似于碳太阳能蒸汽发生器
重建一个高效的树状水运系统一直是一个挑战，以前的大多数尝试都表现出相对较慢的运输速度、较短的运输距离，并且在运输污水和海水时，与清洁水相比，性能有所下降
借助新的气凝胶设计，研究人员展示了所有这些领域的改进，在最初的5分钟内实现了10厘米的向上流动性能，在3小时后实现了28厘米的向上流动性能
该系统同样适用于清洁水、海水、污水和沙质地下水
此外，碳集热器实现高达85%的高能量转换效率
改进的关键是气凝胶结构的精心设计
为了制造这种材料，研究人员将气凝胶成分倒入一个铜管中，然后让铜管经受温度梯度，管的冷端为-90摄氏度
这导致冰晶沿着温度梯度在气凝胶中以一定的模式生长
冷冻干燥管后，所得气凝胶显示出分级结构，具有径向排列的通道、微小的孔、褶皱的内表面和分子网格
这些微小的结构都有助于气凝胶的良好性能
未来，研究人员计划进一步提高系统的性能，为应用做准备
“我们希望进一步优化实验方案，并进行大规模生产，”刘说
「我们亦希望进一步改善输水长度、输水速度及集水效率，以便更有效地进行实际应用。」
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