水是生命之源，但如何獲得安全的飲用水仍然是一項(xiàng)全球性的挑戰(zhàn)。目前全世界仍約有22億人無法獲得安全的飲用水。大氣層中富含水分，預(yù)計(jì)儲(chǔ)存有相當(dāng)于地球上所有湖泊淡水量的10%的水分， 總量超過1000億噸。預(yù)計(jì)通過大氣集水，或可為約10億人提供安全飲用水，是應(yīng)對(duì)缺水的潛在有效解決方案。然而，此前研究報(bào)道的硅膠、沸石和金屬有機(jī)框架等材料，存在水分捕獲能力低和制造過程昂貴等問題。近日，美國馬里蘭大學(xué)李騰教授課題組基于純天然材料，摻雜低廉高效的LiCl吸水劑，構(gòu)建了一種純自然驅(qū)動(dòng)的，無需其他能量輸入的，在非干旱和干旱環(huán)境中都具有強(qiáng)大氣集水能力的純天然環(huán)保材料。
圖1 制備純天然環(huán)保空氣集水材料的方法及其集水性能示意圖。
圖2 純天然環(huán)保空氣集水材料的形態(tài)、紅外、紫外光譜分析和熱穩(wěn)定性分析。
圖3 商用LiCl顆粒和純天然環(huán)保空氣集水材料在不同測(cè)試條件下的集水性能。
純天然環(huán)保空氣集水材料展現(xiàn)出了良好的集水性能循環(huán)穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在空氣相對(duì)濕度為90%，溫度為25℃的環(huán)境中，從第四次直至第十次吸水-放水循環(huán)開始，泡沫可以保持單次循環(huán)集水性能最大值的85%直至第十次循環(huán)結(jié)束。
論文信息：
Chen et al., All-natural, eco-friendly composite foam for highly efficient atmospheric water harvesting, Nano Energy, 110, 108371 (2023)
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2023.108371
作者簡(jiǎn)介：
馬里蘭大學(xué)李騰教授團(tuán)隊(duì)專注于高性能可持續(xù)材料、軟材料、低維納米材料、原子尺度催化劑、能源存儲(chǔ)材料等的設(shè)計(jì)與開發(fā)，相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature, Science, Nature Review Materials, Nature Nanotechnology, Nature Sustainability, PNAS, PRL, JACS等國際頂級(jí)期刊，并于2022年榮獲馬里蘭大學(xué)系統(tǒng)校董杰出科研創(chuàng)新獎(jiǎng)， 2019年馬里蘭大學(xué)年度發(fā)明獎(jiǎng)（物理科學(xué)領(lǐng)域），2018年榮獲被譽(yù)為“國際發(fā)明創(chuàng)造奧斯卡”的R&D100大獎(jiǎng)，2016年榮獲國際工程科學(xué)學(xué)會(huì)青年科學(xué)家獎(jiǎng)?wù)隆＠铗v教授現(xiàn)任馬里蘭大學(xué)先進(jìn)可持續(xù)材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任，Extreme Mechanics Letters副主編，李騰教授在2006年和哈佛大學(xué)鎖志剛教授共同發(fā)起創(chuàng)建iMechanica.org,目前已經(jīng)成為國際力學(xué)領(lǐng)域用戶最多的網(wǎng)絡(luò)資源平臺(tái)。