德克萨斯大学研发出能从空气中收集水蒸气的夹克,单次循环产水量最高可达894毫升,其采用的纤维材料能快速吸附与释放水分,并可推广至户外装备。另有太阳能独立取水装置每天产水1.3升。两项技术为户外活动与缺水区提供了分散式供水新思路。
出门徒步或登山时,水壶见底却找不到补给点,这大概是每个户外爱好者都曾担心的问题。如今,科学家们提出了一个颇具想象力的解决方案:把日常穿着的夹克,变成一台会“造水”的微型设备。
最近,德克萨斯大学奥斯汀分校Guihua Yu教授团队的一项研究将这一设想变为现实。他们研发了一种特殊材质的夹克,能够直接从空气中捕获水蒸气,并通过便携收集装置将其冷凝、收集为可饮用水。单次循环的产水量可达410至894毫升,足以缓解燃眉之急。
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(来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)
这项技术的潜力远不止于一件夹克。未来,它有望被集成到背包、帐篷乃至整个应急避难所中,服务于徒步者、露营者、运动员以及救援人员。更宏大的愿景在于,它为全球水资源匮乏地区提供了一种全新的分散式供水思路。
就在另一项发表于《自然-水》期刊的研究中,该团队还在沙漠环境中创造了每公斤材料日采水4.3升的纪录。两篇重磅论文共同指向一个未来:取水可以不再依赖固定的管道或沉重的设备。
(来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)
传统的空气取水技术往往依赖体积较大的箱体、面板或吸附床。尽管有效,但它们缺乏灵活性,难以满足户外场景中动态、即时的用水需求。
于是,研究团队转换了思路:为什么不利用我们每天都会接触、面积最大的“界面”——衣物呢?让面料本身成为集水单元,或许是实现便携式取水的关键。
基于这一设想,他们开发出一种具有分级多孔结构的功能性纤维,并将其织成布料。这种织物能高效吸附空气中的水蒸气,之后通过一个可拆卸的收集器进行加热,释放并冷凝出液态水。
实验数据很有说服力。在20%至80%的相对湿度范围内,这种夹克实现了每公斤吸附剂每天产水3.76至7.45升。其单次净集水量足以装满一个大号水杯。更重要的是,与传统集水材料相比,这种新材料在大规模应用中的性能提升了3到10倍。
(来源:Science Advances)
如果只是吸附能力强,而水分无法快速转移和释放,那这件夹克穿起来恐怕会潮湿不堪。因此,让水分子在材料内部高效流动是另一个技术核心。
与实心纤维不同,这种新型纤维的设计堪称精妙。你可以把它理解成一种“会呼吸”的结构:纤维表面布满了开放的大孔,用于快速捕获并冷凝空气中的水蒸气;内部则是层级分明的微孔通道,像一套高效的微型水路系统,能将凝结的水迅速从表面输送到纤维芯部。
正是这种内外协同的“呼吸”能力,使得材料不仅在实验室表现优异,更具备了实际穿戴的可行性。除了服装,同样的原理完全可以应用于其他户外装备,实现随时随地、按需取水。
(来源:Science Advances)
尽管可穿戴取水技术令人兴奋,但团队的研究并未止步。在另一项工作中,他们实现了从材料到器件的系统性突破,开发出一款完全依靠太阳能驱动的便携式空气取水装置。
这款装置的关键在于采用了一种由生物质衍生材料制成的新型水凝胶织物。它能吸收空气中的水分,并在阳光加热下释放,从而完成冷凝收集的循环。整个系统设计精巧,无需外部电源。
实际测试结果更具说服力。在美国新墨西哥州的奇瓦瓦沙漠(相对湿度约26%)以及相对潮湿的奥斯汀,该装置实现了日均收集1.3升清洁水,折算下来相当于每公斤材料日采水4.3升,创造了新的纪录。这证明,即便在炎热干燥的环境下,大气取水也具备切实可行的潜力。
(来源:德克萨斯大学奥斯汀分校)
从空气中取水并非新概念,但当前的技术突破,其意义远不止是为现有方案增加一个备选项。全球约有三分之二的人口面临水资源短缺的压力,而地球大气层本身就是一个储量约12,900万亿升的巨型“空中水库”,只是尚未被有效开发。
想象一下,对于那些没有自来水厂、也负担不起瓶装水的干旱地区居民而言,白天可以正常穿着、夜间稍作处理就能产出饮用水的特制服装,意味着什么?或者,一个无需电网、仅靠阳光就能工作的独立取水装置,又能解决多少实际问题?
从可穿戴的夹克到太阳能取水器,这些研究共同描绘了一幅未来图景:水资源获取的方式,正朝着更灵活、更分散、更普惠的方向演进。这不仅是技术的进步,更是应对全球水挑战思维的一次重要转变。
参考资料:
1.https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aed9949
2.https://doi.org/10.1038/s44221-026-00645-6
3.https://news.utexas.edu/2026/06/11/this-jacket-pulls-drinking-water-from-thin-air/
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