全球淡水短缺是21世纪最紧迫的挑战之一,尤其是在干旱和半干旱地区。传统的水资源供应方式如海水淡化和废水回收受限于高能耗和资源依赖,难以大规模推广。大气水收集(AWH)技术作为一种分散式、地点无关的解决方案,能够直接从空气中提取水蒸气,但其发展仍面临吸附剂在高吸湿量、快速解吸与低能耗再生之间难以兼顾的难题。
近日,南京林业大学陆依副教授提出了一种多尺度复合材料,通过协同垂直排列的脱木素质木材(DW)微通道、微孔MOF-801域和热响应性PNIPAM-MXene界面,实现了高效的大气水收集与低能耗释放。该材料在湿度条件下吸水率达0.82 g/g,并在模拟太阳光下释放约93.9%的吸附水,分子模拟进一步证实了其通过破坏氢键促进水释放的机制。相关论文以“Synergistic Structural Alignment and Interfacial Switching Enable Fast and Low–Energy Water Release in Solar–Driven Atmospheric Water Harvesting”为题,发表在Advanced Functional Materials 上,论文第一作者为Liang Jiawei。
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