荷兰埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)的研究人员开发出一种特制棉织品,可吸收薄雾中的水份供人们使用。(图片来源:Eindhoven University of Technology)
荷兰埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)与香港理工大学组成的研究小组表示,他们研发出一种特殊处理过的棉织物,可自薄雾中吸收大量的水份,高达本身重量的3.4倍,一旦温度升高时会释出其所收集的水份。这种新材料为沙漠地区提供了极具潜力的水源替代方案,譬如,作为农业用途。
涂层棉吸水力强
据埃因霍温理工大学网站报导,研究人员采用聚氮异丙基丙烯醯胺(PNIPAAm)高分子化合物,作为此棉织物的外层涂料。
这种涂层棉在较低温度时,呈现海绵状结构;当温度升高至摄氏34度时,即具有高度亲水性,亦即吸水性强。它可自薄雾中吸收较自身重量还重3.4倍的水,而不上PNIPAAm涂料的海绵,仅能吸收自身重量的18%而已。
当温度上升超过摄氏34度时,此涂层棉的海绵状结构便完全关闭,因而呈现高疏水性,并释出棉花所吸附的纯净水滴。研究表明,此新材料可以多次循环使用。
灵感来自动物收集水
沙漠地区的甲虫,能够在雾气中,撷取身上的小水滴,顺着背部的凹槽滚落,进入嘴里以维持生存。同样地,一些蜘蛛透过蜘蛛网,拦阻空气中的水气。这就是涂层棉材料的灵感来源,单纯应用温度的变化,即可从薄雾中收集和释出水份。
新材料价格便宜
新材料在夜晚经常雾气萦绕的沙漠或山区,可以作为获取水源的替代方式。埃因霍温理工大学研究员伊斯特维斯(Catarina Esteves)说,此新材料的另一项优点是棉织物价格便宜,且能轻易在当地生产。该聚合物的涂料层仅增加些许成本,以目前条件而言,约占总成本的12%,并不算特别昂贵。
操作容易无须借助强风
目前有些山区和干燥的沿海地区,已使用细格状的“雾聚集网”(fog harvesting nets),藉由强风和接收设备自雾气中收集水。
而研究小组研发的涂层棉,无须在强风的环境下运作。此外,涂有该聚合物的棉织物,可直接铺设在需要水的地方,例如,耕地的土壤之中。研究人员表示,还有其他的应用方式,如利用露营用的帐篷在夜间收集水、或制作成运动服在出汗后保持身体的干燥等。
研究人员计划深入研究,使新材料的品质最佳化。例如,他们希望增高涂层棉的吸水量,同时,也期待将释出水的温度降低,以减少成本。
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