科學家從沙漠空氣中「擠」水

每天可從濕度低至20%乾燥空氣中製取數升水

你無法從一塊石頭中擠出水來，但是從沙漠的天空中「擰」出水來現在卻是可能的——通過一種新的海綿狀裝置，人們如今可以利用太陽光從空氣中吸取水蒸氣，即使在很低的濕度下也是如此。

該設備所包含的每千克海綿樣吸收器每天可生產近3升的水，而研究人員說，未來的版本將會更好。這意味著那些生活在世界上最乾燥地區的家庭可能很快就將有一個太陽能設備能夠提供所需的全部的水，而這一裝置也有望使數十億人從中受益。

美國《科學》雜誌4月13日發表的這項研究表明，即便在沙漠地區，人們也有望藉助一種新設備從無所不在的空氣中「吸水」。

麻省理工學院和加利福尼亞大學伯克利分校研究人員報告說，他們研製的這種原型設備，僅利用太陽能，每天可從濕度低至20%的乾燥空氣中製取出數升水。

「這是解決從低濕度空氣中『吸水』這個長期挑戰的一個重大突破，」研究負責人之一、加州大學伯克利分校的Omar Yaghi在一份聲明中說，「現在還沒有其他方法能夠這樣做，除非動用額外的能源。家用的除濕機需要耗電，用這種方式『生產』水成本非常昂貴。」

在新研究中，Yaghi的團隊利用金屬鋯與己二酸研製出一種叫「金屬有機框架」的細沙狀多孔材料，而麻省理工學院Evelyn Wang的團隊把這種材料製成了吸水器，細沙狀多孔材料被夾在一塊太陽能吸收器與一塊冷凝板中間。

設備工作時，細沙狀多孔材料從空氣中吸附水蒸氣，太陽能板負責加熱，促使水蒸氣釋放進入冷凝板，在冷凝板上凝結成液態水，最後滴入用於收集水的容器中。

研究人員說，在濕度為20%至30%的空氣中，每千克這種細沙狀多孔材料12小時能收集2.8升水。他們計劃接下來進一步改進這種材料及設備的「吸水」效率。

「我們希望做到的是，如果您被丟在沙漠中，靠這種設備就能存活。」Yaghi說。

並未參與該項研究的伊利諾伊州埃文斯頓市西北大學化學家Mercouri Kanatzidis表示，從沙漠的空氣中收穫水「曾經是一個長時間的夢想」。「這項研究是一個重要的概念證明。」Kanatzidis說。

Yaghi指出，新的設備還有很多需要改進的地方。首先，鋯的價格是每公斤150美元，這使得水收集設備因成本太高而無法廣泛使用。然而，Yaghi說，他的團隊已經在用鋁替代鋯抓取水的MOF的設計中獲得了初步的成功（鋁的價格是鋯的1/100）。這可能使得未來水收集設備因為成本低而不僅能夠滿足乾旱地區人們對水的需求，甚至能夠為沙漠中的農民提供水資源。

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