近来，记者从华中科技大学得悉，中国工程院瞿金平院士团队研制了一种新式淡水搜集泡沫资料，相关研究成
近来，记者从华中科技大学得悉，中国工程院瞿金平院士团队研制了一种新式淡水搜集泡沫资料，相关研究成果日前宣布在学术期刊《Small》上。
“这种泡沫资料具有杰出的超疏水性、耐酸碱性、耐热性和自动/被迫除冰性，这些特功用保证其在户外实践使用中长时刻作业。”团队成员吴婷表明，他们提出的全天候淡水搜集资料制备办法，为处理全球水资源缺少问题供给了一个杰出的处理方案。
淡水资源在所有生物的生命进程中发挥着不可或缺的效果，以高效经济的办法出产淡水，对人类社会可继续发展至关重要。受全球气候变暖等影响，淡水资源日益稀缺。
太阳能光热界面蒸腾集水是经过光热转化搜集太阳能，并将其转化为热能加热界面海水，然后发生高温蒸汽以出产淡水的办法，是现在处理全球淡水资源缺少最有出路和绿色可继续的处理方案之一。防雾集水是经过捕捉空气中的雾气以出产淡水的办法，作为一种绿色、低本钱的水搜集办法，也得到了广泛重视。
此前，该团队已在太阳能光热界面蒸腾集水和防雾集水方面展开了许多相关作业。可是，作为处理现在淡水资源危机的有效途径，这两种办法存在各自的局限性。为此，该团队测验将两种功用集成起来，开发一种全天候的淡水搜集资料。
沙漠中的淡水资源非常匮乏，根据自身生存环境，沙漠甲虫身体外表由疏水凹槽和亲水凸包构成，构成了异质湿润状况，然后能够快速搜集夜晚或清晨空气中的雾气。
受沙漠甲虫的启示，该团队选用工业化的微挤出紧缩成型技能，制备了一种具有三维互连开孔结构的微/纳结构聚乙烯/碳纳米管（MN-PCG）泡沫资料。
“一起平衡几种自身存在对立联系的功用，是咱们在制备进程中遇到的最大困难。”吴婷说，如想要界面蒸腾功用好，就需连通蒸汽逃逸通道，即较高的泡沫开孔率，可是这样一来又会大幅度下降资料的力学功用；又比如要防雾集水功用好，需构建异质湿润微纳结构外表，可是这或许丢失资料的界面蒸腾功用。
终究，历时3年攻坚克难，团队经过很多的理论剖析和试验探究，对资料配方和成型工艺进行调控和优化，完成了多种功用的平衡和协同提高。
吴婷说，MN-PCG泡沫资料制备进程大体可分为两步，首先以聚乙烯为聚合物基体、无水硫酸钠为献身性模板、碳纳米管为光热填料，选用该团队自主研制的聚合物成型加工设备进行熔融共混加工，完成微米级无水硫酸钠和纳米级碳纳米管在聚乙烯基体中的均匀涣散，得到复合资料熔体；复合资料熔体被挤到外表附有微纳结构模板的模具型腔中进行紧缩成型，取得微纳结构复合资料。
第二步，使用水将微纳结构复合资料内部的献身性模板去除，然后取得具有三维互连开孔结构的泡沫资料；此外，使用外力将外表的微纳结构模板脱除，即在泡沫资料的外表构成微纳结构，然后完成MN-PCG泡沫资料的规划与制备。
该资料外表的三维微/纳结构为细小水滴供给了足够的成核点以从湿润空气中搜集水分，在夜间完成了每平方厘米每小时1451毫克的雾搜集功率。聚乙烯基体中均匀涣散的碳纳米管和氧化石墨烯@碳纳米管涂层，赋予了MN-PCG泡沫资料优异的光热功用。得益于优异的光热功用和互连的蒸汽逃逸通道，MN-PCG泡沫资料在1个太阳光照下取得了每平方米每小时2.42千克的优异蒸腾速率。
因而，经过集成太阳能光热界面蒸腾集水和防雾集水，MN-PCG泡沫资料可完成日均每平方米35千克的集水量。
“最为要害的是，制造该特别资料的原资料都是绿色环保资料，且咱们终究搜集到的淡水，已达到世界卫生组织拟定的饮用水规范，能够直接饮用。”吴婷表明，团队研制的集水新资料为后续水资源处理节省了过滤本钱。
未来，这种新资料在沿海区域、中部区域及沙漠区域大有可为。尽管沿海区域不缺水，但该新资料能够将丰厚的海水资源转化为淡水资源，让水资源得到愈加充沛的使用；沙漠区域则能够在夜间或许清晨，将空气中的雾气、露水等集结，完成防雾集水；关于中部区域而言，能够将该资料悬浮在污水之上，完成污水清水处理。