研究人员发现了一种用有机晶体收集空气湿度的新方法

纽约大学阿布扎比分校(NYUAD)的智能材料实验室(SML)和智能工程材料中心(CSEM)的研究人员报告了一种从雾和露水等自然资源中收集水的新方法。

在这项研究中，研究科学家PatrickCommins和博士后助理MariehB.Al-Handawi首次观察到水从蒸气自发凝结成液体并在缓慢升华的有机晶体表面移动的过程。人们发现这是由于随着时间的推移出现在晶体表面上的小通道的宽度发生变化，这些通道引导冷凝水穿过晶体表面。

在发表在《自然化学》杂志上的题为“水的自主定向流动和粒子在升华动态晶体表面的传输”的论文中，研究人员描述了六氯苯晶体表面携带粒子的水的凝结和运动过程，一种经常用作杀菌剂的化合物。

由于升华，这种材料的表面具有刚性地形和明确的平行通道。观察到诸如灰尘甚至金属纳米颗粒之类的小固体颗粒沿着通道自主移动。发现这些粒子的运动是由凝结的空气水引起的，由于通道的横截面和宽度随时间发生变化，水会通过通道迁移。

先前已经利用表面化学修饰或精确制造的微通道，或在某些植物或昆虫等自然系统的表面实现了自主水流。这项新研究的发现有可能指导新技术的创造，以利用自然产生的水源，如露水和雾，目前只有一些沙漠植物和动物使用这些水源来生存。

这项新研究建立在对这种生物结构的水收集机制的理解之上，同时它提出了一种根本不同的水运输机制。

“水在固体表面上的运动是自然界中最基本的现象之一，”智能材料实验室负责人兼智能工程材料中心主任、该研究的通讯作者PančeNaumov说。

“经过数千年的进化过程，自然生物体的表面已经过优化，可以有效地输送水以实现各种维持生命的功能。人们已经看到植物通过逆重力移动水来做到这一点。我们的团队发现了一种新的方法来在动态固体表面移动水，这是一种全新的水收集基本原理。这可以为新兴技术提供灵感，这些技术可能会最大限度地提高用于收集空气湿度的实验系统的效率。”

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