環球視界--無需外力的空氣冷凝集水新途徑
美國德州大學達拉斯分校的研究人員近期研發了一種新型表面,能夠從空氣中收集水并同時促使微滴自發地移動匯入較大水滴:當置于研發的液體潤滑劑表面時,微滴在沒有外力的情況下,能夠推動自己沿著潤滑劑油狀斜坡的彎月面爬升匯入較大水滴。這種彎月面介導的爬升作用使親水表面上的水滴快速凝聚的現象之前并沒有過報道;研究人員也是偶然間發現了其表面上的這種自推進水滴凝聚現象,這使得可以在沒有外力的情況下從空氣中更快速地收集水。

粗化水滴的ESEM圖像. 白色箭頭表示較小的液滴1、2和3朝向較大液滴4的移動方向. 右圖顯示了聚合后的較大液滴. 圖片來源:Guo et al.,2021
微滴自行爬動的關鍵在于新開發的液體潤滑劑表面,這是一種親水的注液光滑多孔表面(slipperyliquid-infused porous surface, SLIPS),具有獨特的親水性,可用于集水并將水滴迅速引導到儲層中。為了提高水滴尺寸的演變速度,研究人員對驅動力和拖曳力進行了定量研究,并測試不同的潤滑劑,以確定哪種潤滑劑能最大程度地提高集水效率。這種自驅動的粗化效果(coarseningeffect )能夠從親水的注液光滑多孔表面快速去除直徑小于20μm的水滴,而無論其表面方向如何;與集水過程中的聚乙二醇化親水表面、疏水性注液光滑多孔表面以及超疏水性表面相比,這種方法開辟了空氣冷凝集水的新途徑。參考資料
Horner, K. (2021, March 25). New Physical Phenomenon Aids Harvest of Water from Air. Retrieved from UT Dallas: https://news.utdallas.edu/science-technology/water-harvest-dai-2021/
Guo, Z., Zhang, L., Monga, D., Stone,H., & Dai, X. (2021). Hydrophilic slippery surface enabled coarsening effect for rapid water harvesting. Cell Reports Physical Science.