近年來,越來越多科學家開始關注干旱地區的用水問題,而“空氣取水”技術的發展更是日新月異。但可惜的是,不少以往的設備,表現取決于空氣的濕度,到了晚上很容易不起作用變“癱瘓”。因此,真正到了沙漠這些干旱地區,發揮效用的機會也就少之又少。
近期,來自威斯康星大學麥迪遜分校和紐約州立大學的研究團隊,成功開發出了一種在白天也能正常工作的輻射冷凝器。
通過對冷凝器進行光譜設計,使其對太陽光中的可見和近紅外光吸收最小,同時保持其熱輻射主要集中在中紅外區域。
基于此原理,他們以100微米厚的PDMS為輻射層,以1mm厚的銀涂層為反射層制造了一種新型輻射冷凝器。
結果顯示,發現這一裝置在白天可以反射93%的太陽輻射(0.3-4微米)。即使在陽光照射下,這種冷凝器的表面溫度從早到晚24小時中始終低于室溫8,日產水量是商用產品的2倍。這樣一來,即使在沙漠,你可能也可以24小時都能喝上純凈水了!
這種技術,打破了傳統輻射蒸汽冷凝器只能在夜晚使用的限制,即使在沙漠這種陽光充足、缺乏淡水資源的環境中也能很好地實現利用。據研究人員表示,批量制造這一裝置時,每平米薄膜僅需15美元,壽命估計為10年。
到2025年,世界三分之二的人口(而且在快速增長中)將嚴重缺水。目前,已經有21億人缺乏干凈的飲用水。你可能很難想象:受污染的飲用水,每年導致50萬人死于腹瀉。開發這樣高效的空氣取水技術,將有利于為真正缺水的人們帶去一個取之不盡的“天然水庫”。
上述研究題為“A Biomimetic Transpiration Textile for Highly Efficient Personal Drying and Cooling”,發表在《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)雜志上。