這種“水海綿”被命名為CPPY@LiCl，主要由環保成分制成，包括殼聚糖（從貝類廢物中提?。?、γ-聚谷氨酸（一種生物聚合物）和聚乙烯吡咯烷酮。

上海的科學家們開發出了一種獨特的材料，它結合了氫和海綿的最佳特性。這種獨特的“水海綿”可以以比現有方法更節能的方式從空氣中提取水分。

雖然水凝膠以其吸收和容納大量水的能力而聞名，但它們通常將水保持得過于堅硬。這意味著需要大量的能量（通常是熱量）才能把水放出來。

另一方面，海綿有一個輕的多孔結構，這使得它更容易釋放水分。然而，它往往干得太快，因為水很容易穿過它。

這種水海綿像水凝膠一樣柔軟，吸收性強，并且具有類似海綿的通風結構，可以更容易地使用溫和的熱量（如陽光）釋放水分。它提供了兩全其美 —— 高吸水性和低能耗。

創造完美的海綿

這種水海綿主要由環保成分制成，包括殼聚糖（從貝類廢物中提?。ⅵ?聚谷氨酸（一種生物聚合物）和聚乙烯吡咯烷酮。為了幫助這種材料吸收陽光并有效地將其轉化為熱量，研究人員還添加了一種名為聚吡咯的化合物。

接下來，他們采用了基于物理和化學泡沫的混合方法來設計材料，使70%的海綿是由相互連接的通道組成的空白空間。這種多孔的設計使得水蒸氣很容易通過它并粘在它的表面。為了進一步提高它的性能，研究人員添加了氯化鋰 —— 一種天生擅長從空氣中吸收水分的鹽。

所有這些成分導致了CPPY@LiCl的形成，這是一種能夠在不使用任何外部電源的情況下捕獲和釋放水的海綿。

這種材料的獨特之處在于它儲存水分的方式。研究人員發現，其中的水以三種形式出現：緊密附著在材料上、松散附著在材料上和自由地通過孔隙。CPPY@LiCl含有大量松散和自由流動的水，與水緊密結合的材料相比，這些水可以用更少的能量去除。

例如，從CPPY@LiCl蒸發水所需的能量比普通水低40%左右。此外，傳統的集水材料通常在80°C（176°F）時釋放水，而水海綿在50°C（122°F）時就開始流出水，這意味著來自陽光的熱量足以使其工作。

測試保水能力

研究小組在不同的濕度條件下進行了實驗，以檢查CPPY@LiCl的吸水率?？茖W家們發現，在濕度為30%時，每克材料可吸收1.64克水，在濕度為60%時可吸收2.65克水，在濕度為80%時可吸收4.21克水。

接下來，他們在室外環境中進行了測試，在此期間，材料被放置過夜，然后在白天從中收集水。在測試結束時，這種材料每平方米收集了6.29升水。此外，即使暴露在強烈的紫外線下，它也能保持90%的捕水能力。

最后，他們檢查了這水是否干凈，是否可以飲用。根據世界衛生組織（WHO）制定的水安全準則，收集的水對人類消費是安全的。這些結果突出了CPPY@LiCl在解決世界許多地區與水資源短缺有關的挑戰方面的巨大潛力。

這種材料大部分是可生物降解的，產量很高，而且只需要陽光，這使得它成為農村和偏遠地區人們無法獲得清潔飲用水的理想解決方案。然而，為了提高其性能并降低其成本，還需要進一步的研究。

這項研究發表在《高級功能材料》雜志上。

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