《科学进展》：新型气凝胶可从空气中提取饮用水

日前，新加坡国立大学电机与电脑工程系何锦韦(Ho Ghim Wei)教授领导的研究小组为水资源不足带来了创新的解决方案：一种无需任何外部电源就能从空气中提取水分的气凝胶。

这种产水气凝胶由何锦韦教授(左)领导的6人研究团队发明。图中另外两位是Gamze Yilmaz博士(中)和孟凡陆博士(右)。

有人说，未来战争将围绕水资源展开。为了生存，全世界有10亿人正在为足够的水苦苦挣扎。

事实上，地球大气层中贮藏的水足以填满近5千亿个奥林匹克标准泳池，但它作为饮用水来源的潜力长期以来一直被忽视。

为了开发这一尚未充分利用的资源，新加坡国立大学电机与电脑工程系的何锦韦教授领导的研究小组发明了一种气凝胶。

这是一种几乎没有重量的固体材料，在显微镜下看起来像一块海绵。但它无需挤压就能释放从空气中吸收的水分，也不需要电池。在潮湿的环境中，一公斤这种材料一天能产17升水。

这种新型气凝胶能吸收空气中的水蒸气，并在没有外部电源的情况下将水蒸气转化为水。塑料样品管为赋予了气凝胶特殊性质原材料。

成功的关键在于气凝胶的结构——长长的蛇形分子聚合物。这种特殊的长链聚合物具有复杂的化学结构，可以在吸水和拒水间不断转换。

“智能”气凝胶能自动从空气中收集水分子，将水分子汇聚成液体，再释放出水。

有阳光的情况下，这种智能构造可以通过切换到完全憎水状态进一步促进水分释放。效果十分显著。

进入气凝胶的水蒸气有95%都以水的形式排出。在实验室测试中，气凝胶能够连续几个月不停供水。

研究人员测试了气凝胶产生的水，结果显示符合世界卫生组织的饮用水标准。

此前，其他科学家也曾设计从空气中提取水分的方法，但他们的方法必须由太阳能或电能提供动力，而且需要开关移动部件。

2020年10月16日，何教授的研究团队在Science Advances期刊发表了这项研究成果。他们目前正在寻找行业合作伙伴，拓展该成果的家用或商用市场。例如，在耐力运动领域或救生包中的应用。

何教授认为，“鉴于全球水循环能够不断地补充大气中的水，我们的发明为不同气候条件下以最低能源成本实现可持续淡水生产提供了前景广阔的解决方案。”