用盐增强的尿布技术如何从稀薄的空气中吸取水分

一次性尿布中常见的橡胶状水凝胶已被证实在加入盐后能从空气中吸收创纪录的水分。此外，这些水分还可以加热、冷凝，然后收集成“超纯”水。

水凝胶是一种主要由水和交联聚合物组成的材料，由于其能够膨胀并容纳更多液体，长期以来一直被用作尿布的吸水性极佳的成分。与此同时，某些盐被认为是特别强的干燥剂，它们可以从周围的空气中吸收水分。例如，氯化锂可以吸收超过其自身质量 10 倍的水分。正如《先进材料》杂志最近的一篇论文所详述的那样，麻省理工学院设备研究实验室的一个团队将“两全其美”结合起来，创造了一种合成增强型水凝胶，能够直接从像沙漠环境一样干燥的环境空气中吸收水分。

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“水凝胶可以储存大量的水，而盐可以捕获大量的蒸汽。所以把两者结合起来是理所当然的，”该论文的合著者之一、现任柏林洪堡大学首席研究员的古斯塔夫·格雷伯 (Gustav Graeber) 说。

据研究人员称，之前的研究只在 1 到 2 天内将盐水注入水凝胶，效果不明显。然而，麻省理工学院的研究小组将自己的聚丙烯酰胺水凝胶浸泡在氯化锂溶液中 30 天，记录到每克聚合物摄入 24 克盐——作为参考，之前的记录是每克聚合物仅摄入 6 克盐。

在各种湿度条件下，该团队的增强型水凝胶都能膨胀并吸收大量空气水分而不会泄漏。麻省理工学院报告称：“最值得注意的是……在相对湿度为 30% 的极干燥条件下，凝胶每克材料可吸收 1.79 克水，创下了纪录。”

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“任何沙漠在夜间的相对湿度都会如此之低，因此可以想象，这种材料可以在沙漠中产生水，”机械工程研究生兼论文合著者卡洛斯·迪亚兹-马林 (Carlos Díaz-Marin) 解释说。展望未来，该团队希望加快超级水凝胶的吸收过程，以便可以“每天 24 次”收集纯净水，而不是每天一次。从那里开始，生产速度和可扩展性的进步有朝一日可以让凝胶作为一种被动水收集剂，甚至在世界上最干旱、最容易干旱的地区使用。