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)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来源收集水的新方法。

在这项研究中，研究科学家Patrick Commins和博士后助理Marieh B. Al-Handawi首次观察到水从蒸汽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。这被发现是由晶体表面出现的小通道宽度的变化引起的，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“水的自主和定向流动以及粒子在升华动态晶体表面的传输”的论文中，研究人员描述了水的冷凝和运动过程，该过程携带六氯苯晶体表面的颗粒，六氯苯是一种通常用作杀菌剂的化合物。

由于升华，这种材料的表面具有具有定义的平行通道的刚性地形。观察到小固体颗粒，如灰尘甚至金属纳米颗粒沿着通道自主移动。发现这些颗粒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的变化而通过通道迁移。

以前，自主水流是利用表面化学改性或精确制造的微通道，或在自然系统(如某些植物或昆虫)的表面上实现的。这项新研究的结果有可能指导新技术的创造，以利用露水和雾等天然水源，目前这些水源仅被一些沙漠植物和动物用于生存。

这项新研究建立在对这种生物结构的集水机制的理解之上，同时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发现的最基本的现象之一，”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Panče Naumov说。

“通过数千年的进化过程，自然生物的表面已经优化为有效地运输水，以实现各种生命支持功能。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在动态固体表面上移动水的新方法，这是一种全新的水收集基本原则。这可以为新兴技术提供灵感，这些技术可以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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