科學家研發出可從空氣中提水的低成本凝膠膜

科學家研發出可從空氣中提水的低成本凝膠膜，這種凝膠由兩種廉價而常見的主要成分組成，它可以從空氣中吸收水分，然後根據需要釋放水分，而不需要太多能量。科學家研發出可從空氣中提水的低成本凝膠膜。

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缺水是世界大部分人口面臨的主要問題，但只要有合適的設備，就可以從空氣中提取飲用水。得克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員現在展示了一種低成本的凝膠薄膜，它甚至可以從非常乾燥的空氣中每天提取飲用水。

這種凝膠由兩種廉價而常見的主要成分組成--來自植物細胞壁的纖維素和魔芋膠，一種廣泛使用的食品添加劑。這兩種成分共同作用於凝膠薄膜，可以從空氣中吸收水分，然後根據需要釋放，而不需要很多能量。

首先，魔芋膠的多孔結構吸引水從它周圍的空氣中凝結出來。同時，纖維素被設計成對溫和的熱量作出反應，變成疏水性的，釋放出捕獲的水。

該團隊說，製作這種凝膠也相當簡單。基本成分混合在一起，然後倒入一個模具中，在那裏兩分鐘就能凝固。之後，它被冷凍乾燥，然後從模具中剝離出來，準備開始工作。它基本上可以被製成任何需要的形狀，並可以相當容易地以低成本擴大規模。

在測試中，凝膠薄膜能夠從空氣中擰出數量驚人的水。在相對溼度爲30%的情況下，每公斤凝膠每天可以產生13升（3.4加侖）的水，甚至當溼度下降到只有15%時--即使對沙漠空氣來說也是很低的--它每天每公斤仍然可以產生超過6升（1.6加侖）的水。

與此前一些研究人員公佈的水收集器相比，這是一個巨大的進步。之前最高的是8.66升（2.3加侖），但那是在溼度高得多的空氣中。其他人在30%的溼度下最高爲5.87升（1.55加侖），或低至1.3升（0.3加侖）。

該團隊說，新的凝膠薄膜的效率可以進一步提高，通過創造更厚的薄膜、吸收牀或該材料的其他陣列形式。也許最重要的是，這種材料的生產成本極低，每公斤只需2美元。這是擴大該技術規模並將其推廣到最需要的偏遠地區和發展中國家的另一個主要因素。

這項研究發表在《自然-通訊》雜誌上。

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水資源短缺是世界上大部分人口面臨的主要問題。數據顯示，全球超三分之一的人口生活在乾旱地區。這些地區水資源嚴重短缺，給人們的生活帶來諸多不便。

近期，美國得克薩斯大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)的研究人員現在展示了一種低成本的凝膠膜，它可以每天從非常乾燥的空氣中提取許多升水。這項研究成功已發表在了《自然通訊》雜誌上。

這種凝膠由兩種廉價而常見的主要成分組成——來自植物細胞壁的纖維素和一種廣泛使用的食品添加劑魔芋膠。這兩種成分共同作用形成一種凝膠膜，它可以從空氣中吸收水分，然後根據需要釋放水分，而不需要太多能量。

簡單來說，其工作原理是，樹膠的多孔結構吸引水分從周圍空氣中凝結出來。同時，纖維素被設計成對溫和的熱量做出反應，變成疏水材料，釋放捕獲的水。

該團隊表示，製作凝膠也相當簡單。把基本的原料混合在一起，然後倒入模具，兩分鐘就定型了。然後冷凍乾燥，從模具中剝離出來，準備開始工作。它基本上可以被製成任何需要的形狀，而且相當容易地以低成本擴大規模。

在一項測試中，凝膠膜能夠從空氣中擠出驚人數量的水。它能夠在一個溼度爲30%的地區每天吸收13升的水。即使當溼度下降到15%時，該凝膠每天也能產生超過6升的水。

研究小組表示，這種新型凝膠膜的效率還可以進一步提高，可以通過製造更厚的'薄膜、吸收層或其他材料的陣列結構來實現。而且最重要的是，這種材料的生產成本極低，每公斤只需2美元。這是推廣這項技術的另一個主要優勢。

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據 BGR 報道，美國得克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員創造了一種集水凝膠，能夠從稀薄的空氣中吸收水分。這種凝膠可能是革命性的，因爲它的成本低，生產過程簡單。

這種集水凝膠之所以如此便宜，是因爲它由兩種主要成分構成。第一種是纖維素，來自植物的細胞壁，可以廣泛獲得，而且也很容易獲得。第二種成分是魔芋膠，這是一種天然的食品添加劑，在全世界被廣泛使用。

這兩種成分結合在一起，形成了可從空氣中吸收水分的凝膠膜。水分被吸收後，也可以很容易地將其釋放出來，而且不需要太多的能量來完成。

它的原理是什麼呢？根據研究人員在《自然通訊》上發表的論文，多孔結構吸引了周圍空氣中的水，然後在凝膠內凝結，將其儲存起來，要釋放它所需要做的就是對纖維素施加溫和的熱量。當遇到溫和的熱量時，纖維素會變成疏水性，並釋放出捕獲的水。這使集水凝膠能夠發揮其作用。

在測試中，集水凝膠能夠在一個溼度爲 30% 的地區每天吸收 13 升的水。即使當溼度下降到 15% 時，該凝膠每天也能產生超過 6 升的水。研究人員還認爲他們可以提高凝膠的效率，將使它能夠從周圍的空氣中吸收更多的水。

研究人員說，製作這種凝膠所需要做的就是將基本成分混合在一起。混合後，將成分倒入一個模具中，放置兩分鐘，然後進行冷凍乾燥，並將其從模具中剝離出來，就完成了凝膠的製作。

據悉，這項研究由美國國防部國防高級研究計劃局（DARPA）資助，爲乾旱氣候下的士兵提供飲用水是該項目的一個重要目的。研究人員還設想，人們有一天可以在五金店購買並在家中使用這種凝膠薄膜。