通过仿生材料分离实现高产率大气集水

鉴于全球水资源短缺日益加剧，大气集水亟需发展。当前基于吸附剂的装置在集水与释放间循环，集水速率低下。我们设想一种截然不同的多材料架构，实现分离且同步的捕获与释放。如此一来，可引入接近理论极限的成熟快速释放机制；然而，目前尚无能为释放充分供液的捕获机制。受树蛙与空气凤梨启发，我们的捕获方法使水透过水凝胶膜“皮肤”进入液体干燥剂。我们报道了在 35% 低湿度下高达 5.50 $\text{kg}\,\text{m}^{-2}\,\text{d}^{-1}$ 的极高捕获速率，其受空气对装置的对流所限制。在更高湿度下，我们实现了高达 16.9 $\text{kg}\,\text{m}^{-2}\,\text{d}^{-1}$ 的速率，超过了释放的理论极限。对一个假想的一平方米装置的模拟性能表明，在干旱环境中可为两到三人供水。该工作向着为缺水地区提供新资源迈出了重要一步。