美国【guó】研究人【rén】员近日开发并【bìng】测【cè】试了一种“吸水”设【shè】备，可仅【jǐn】利【lì】用太阳能，在沙漠【mò】里收集空气中的水。
水在地【dì】球上含【hán】量【liàng】最丰富，约【yuē】占所【suǒ】有物质的【de】70%，但人类【lèi】实际可饮用的淡水只占其中2.5%。随着人口增长、气温上升，全球水【shuǐ】危机也【yě】日益严重，这促使科【kē】学家【jiā】们开始研发更好的【de】水资【zī】源收集方式。多数研【yán】究集中在海水淡【dàn】化技术，但也【yě】有少数研究在钻【zuàn】研如何从【cóng】干燥空气中【zhōng】“吸取”稀有【yǒu】水分。
金属有机框架材料集水设备
美国加利福尼亚大学伯克利分校奥马尔 亚吉研究团队在最新【xīn】一期美【měi】国【guó】《科【kē】学进展【zhǎn】》杂志上发表【biǎo】论文介【jiè】绍，他们前往亚利桑那【nà】州的沙漠中实测【cè】了这种设备，并成功收集到了空【kōng】气中的水。
据介绍，该设备使用了名为【wéi】“金属有机框架”(MOF)的固体多孔材【cái】料【liào】，这种由【yóu】金属锆制成的材料极【jí】易吸收液体和【hé】气体【tǐ】，且能在被加热后迅速将它们【men】释放。这款新型集水设备【bèi】，将多【duō】孔MOF晶体压缩【suō】在太阳能【néng】吸热器与冷【lěng】凝板【bǎn】之间【jiān】，其原理是当空气流过MOF时【shí】，水分【fèn】子被【bèi】MOF束缚，接着【zhe】等阳光照射加热【rè】设【shè】备【bèi】，水分子变成蒸汽，于【yú】箱子内部冷凝【níng】成液【yè】态水并往下滴入收集【jí】器中【zhōng】。
实测中，设【shè】备里的“金【jīn】属【shǔ】有【yǒu】机框架”在夜【yè】间吸【xī】收了【le】空气中的【de】水，并【bìng】在白天借【jiè】助太阳能加热，将水排放【fàng】到特定容器【qì】中。去年，团队【duì】于学院大楼屋顶进【jìn】行【háng】测试，条件与莫【mò】哈维沙漠相似(平均湿度约20%)，12小时【shí】内从空气中吸取了2.8公升水，创下【xià】令【lìng】人惊讶的纪录【lù】。
这项技术不但不【bú】需要【yào】相【xiàng】对【duì】湿度【dù】高【gāo】的条件，能源【yuán】效率【lǜ】也比【bǐ】其他现有技术好【hǎo】。这次，团队将测试地点移往斯科【kē】茨代尔沙【shā】漠【mò】地【dì】区，进行了现场实测。在那里，相【xiàng】对湿度【dù】从夜间【jiān】的40%下滑至白天的【de】8%。而实测结果显示【shì】，只要添加更多金属有机框架材【cái】料，就算湿度极【jí】低，设备也【yě】能扩大规【guī】模【mó】吸【xī】收【shōu】更多水分，平均每公斤MOF材料可收集220毫升水。
研究人员表示，测试【shì】使用【yòng】的MOF材料MOF-801由昂贵金属【shǔ】锆制成，所幸奥马尔现在【zài】已经开发出由铝制成的【de】新型MOF材料【liào】MOF-303，价格可便【biàn】宜至少【shǎo】150倍，目前在【zài】实验【yàn】室测试中捕获【huò】到比MOF-801多两倍的水，相当于每公斤【jīn】MOF材料可生【shēng】产【chǎn】超过400毫升(3杯【bēi】)水【shuǐ】。研究人员计划【huá】今【jīn】年晚些时候到更干【gàn】燥的地区测试这种铝基集水【shuǐ】设备。
一个【gè】人【rén】每天至【zhì】少要喝一【yī】杯罐装可乐容【róng】量的【de】水，而MOF设备能在一小时【shí】内收【shōu】集到这些【xiē】水量。科学【xué】家想证明，假如你不【bú】幸于沙漠中迷失方向【xiàng】，你可【kě】以靠这【zhè】种设备活下来，坚持至【zhì】救援出现。在加州大【dà】学伯克利分校公布的【de】影片中【zhōng】，一名【míng】研【yán】究人员真的喝下了这杯“水”。
