数千年来，中东和南美洲的人们从空气中提取水，以帮助维持其人口。从这些例子中汲取灵感，研究人员正在开发一种轻型，电池供电的淡水收集机，即使在干旱地区，有朝一日也可以从空气中每小时消耗10加仑。他们说，基于纳米纤维的方法可以帮助解决由于气候变化，工业污染，干旱和地下水枯竭导致的现代水资源短缺问题。
研究人员将于今天在第256届美国化学学会(ACS)全国会议和博览会上展示他们的研究成果。
“我正在访问淡水稀缺问题的中国。对废水处理进行了投资，但我认为单靠这项努力是不够的，”Shing-Chung(Josh)Wong博士说。Wong没有依赖处理过的废水，而是认为开发一种可以利用大气中丰富水分的新型水收集器可能更为谨慎。
从空中收获水源的历史悠久。数千年前，安第斯地区的印加人收集了露水并将其引入蓄水池。最近，一些研究小组在安第斯山脉和非洲开展了大规模的雾和雾捕获。
为了使水的生成小型化并提高效率，Wong和他在阿克伦大学的学生转向使用电纺聚合物，这是他们已经合作了十多年的材料。静电纺丝使用电力来生产数十纳米到1微米的聚合物纤维 - 这是一种理想的尺寸，可以将水滴从空气中冷凝和挤出。这些纳米级纤维聚合物具有令人难以置信的高表面积与体积比，远大于水蒸馏器中使用的典型结构和膜所提供的比例。
通过试验不同的亲水性聚合物 - 吸水和疏水 - 排放水，该小组得出结论，采用纳米纤维技术确实可以制造集水系统。Wong的研究小组确定他们的聚合物膜可以收获744 mg / cm 2 / h，比没有这些纳米纤维的类似设计的膜高91%。
与现有方法不同，由于膜的表面积与体积比高，Wong的收割机可以在干旱的沙漠环境中工作。它也将具有最小的能量需求。“我们可以自信地说，随着最近锂离子电池的进步，我们最终可以开发出更小的背包大小的设备，”他说。
更重要的是，Wong的纳米纤维设计同时抓取水并过滤它。电纺纤维网络可以起到防污表面的作用，可以清除可能收集在收割机表面的微生物。因此，水将是“清澈且无污染物”，并且一旦收集就立即饮用，他说。
接下来，Wong希望获得额外的资金来建造淡水收割机的原型。他预计，一旦他的团队能够生产原型，制造成本应该低廉。
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