在地球上最干旱的地方之一、智利阿塔卡馬沙漠，居民在風(fēng)口山坡上架起一排排“霧網(wǎng)”，待空氣中飄來的水汽在網(wǎng)面凝結(jié)成滴，他們小心地用管子接入生活用水槽。
東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生姚家傲在紀(jì)錄片中看到這一幕后，產(chǎn)生了一個大膽的想法：“有沒有可能做出一種比霧網(wǎng)更輕、更小、更高效的材料，讓人類從空氣中直接取出凈水？”
基于“空氣草”能在干旱氣候中吸收霧氣存活的特性，姚家傲和團隊成員通過模仿其葉片的非對稱結(jié)構(gòu)，開發(fā)出一種“雙面性”POPs膜材料，其中一面粗糙親水，負(fù)責(zé)集水，另一面光滑疏水，用于保水。當(dāng)膜材料放置一段時間后，能夠在表面凝結(jié)起“霧水”，再將這些水收集起來，便實現(xiàn)了“喝空氣”的功能。
進(jìn)一步地，團隊將光熱吸收材料與壓電材料組合，開發(fā)出一種能在陽光和波浪雙重作用下工作的“復(fù)合蒸發(fā)膜”。測試結(jié)果顯示，這套設(shè)備能夠在自然能驅(qū)動下穩(wěn)定產(chǎn)出可飲用的水，拓展了空氣膜的應(yīng)用。
此外，針對高鹽、高污染的鹽湖地區(qū)，團隊將具有光敏抗菌特性的卟啉基團引入POPs膜材料中，使其在光照條件下自動釋放活性氧，持續(xù)殺滅膜面細(xì)菌，且膜體具備良好的孔隙結(jié)構(gòu)，能夠確保鹽分?jǐn)r截和水通量的平衡。最終，團隊設(shè)計出一款適用于高污染水源的抗菌復(fù)合膜，具備高通量、高過濾率與抗菌性，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的水質(zhì)凈化。
據(jù)了解，目前團隊開發(fā)的三類POPs功能膜產(chǎn)品，即大氣集水膜、海水蒸發(fā)器、抗菌納濾膜，已完成中試測試，并與數(shù)家企業(yè)和國際水務(wù)機構(gòu)達(dá)成合作意向。后續(xù)，團隊還計劃將膜材料應(yīng)用拓展到災(zāi)區(qū)應(yīng)急供水、野外作業(yè)裝備等領(lǐng)域。
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