中科院宁波材料所研发新型材料,可模拟植物吸水、蒸腾、冷凝过程
2019-10-09 10:51:02 来源: 浙江日报
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  中科院宁波材料所研发新型材料,可模拟植物吸水、蒸腾、冷凝过程

  这棵“神树”,晒晒太阳就生水

  “这种新型材料,不但能够在极端条件下产生纯净水,而且本身几乎不耗能,生产加工成本也低,应用前景看好。”近日,中科院宁波材料所传来好消息:智能高分子团队陈涛研究员课题组通过特殊加工工艺,在普通棉织物表面覆上一层具有良好光热效应和吸水性的高分子聚合物聚吡咯,只要将它以一定形式放入水中,就能实现加速蒸腾的效果,这为解决海水淡化等全球性难题提供了新思路。

  “目前世界上已有不少海水淡化技术解决方案,比如蒸馏法、膜渗透法、冷冻结冰法、溶剂萃取法等,这些方法效率不一,但大都存在着占地规模大、能耗高,不易大规模推广等痛点。”课题组技术负责人肖鹏博士介绍,他们利用高分子材料聚吡咯的特殊性能,采用全湿法制造出可洗可缝、可重复利用的特殊棉布。“实验室数据表明,借由这种棉布制成的‘蒸腾树’模拟植物吸水、蒸腾、冷凝过程,可提升水体日常蒸腾速率3.5倍以上。1平方米‘蒸腾树’7小时预计可淡化海水超过5千克,能够满足3个普通成年人一天的饮水需求。”

  在实验现场,记者看到一棵由黑布制成的“小树”静静地立在一个盛有有色溶液的大烧杯中,装置的外头,套有一个圆形的塑料容器。多云天气下,容器内壁已附着上密密麻麻的小水珠,容器底部的大玻璃杯里,已积下数百毫升透明的纯净水。记者拿起杯子抿了一口,感觉跟超市买的纯净水口感差不多。

  看似平平无奇的材料,为啥能让水快速蒸腾呢?“聚吡咯是一种轻质高效光热转换材料,用它来加速水的蒸发这种思路并不稀奇,难就难在如何将其与吸水材料(如布、纸等)稳定结合,并且所得到的材料既具有较高的光吸收率,又保持持续良好的吸水能力。我们经过半年摸索,反复试验,最终获得了高效率的太阳能驱动海水淡化材料。”肖鹏介绍。

  据介绍,这种“光热蒸发器”甚至可从沙子等固体基质中提取水,显示出在某些极端条件下的应用潜力。接下来,研究团队将继续优化这种材料的各种性能,并尝试与相关机构、企业开展技术合作,争取早日投入实际应用。(记者 翁云骞 汪旻 贺元凯 通讯员 高晓静 王虎羽)

【纠错】 责任编辑: 陈青
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