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仿蛛丝微纤维:“凭空取水”能力超强

2022-05-21罗洪焱陈科

科学导报 2022年26期

罗洪焱 陈科

孟涛教授团队通过在仿蛛丝微纤维内部构建中空结构,让纤维的集水性得到显著提升。研究发现,该仿生微纤维悬挂液滴体积是纺锤节体积的1663倍,集水能力数值远超出已有文献报道的数值。

淡水资源的短缺已成为制约全球社会和经济发展的主要因素。据统计,海水资源占到了地球上所有水资源的96.54%,淡水资源仅占2.53%,而且只有0.36%的淡水资源能够被人类直接利用,如何获取更多的可利用淡水资源,是一个亟待解决的问题。

近日,国际化学领域期刊《材料化学学报》A刊报道了西南交通大学孟涛教授团队的研究成果——利用具有中空连续通道的仿蜘蛛丝微纤维进行高效集水,团队通过在仿蛛丝微纤维内部构建中空结构,让纤维的集水性得到显著提升,研究发现,该仿生微纤维悬挂液滴体积是纺锤节体积的1663倍,集水能力数值远超出已有文献报道的数值。

目前,由于水污染和淡水资源缺乏等问题,水资源危机越来越受到广泛关注。由于海水淡化和废水处理技术的适用性、简便性和成本效益等问题,使得一些地方无法使用这些技术获取淡水资源。这些年,各领域的科学家们试图从大自然中获取灵感,研究仿生集水技术。

自然界中,大多数生物都拥有应对恶劣环境的独特本领,经过长期的自然选择,一些生物已经能够从雾气中获得水分供自身生存,这为淡水收集系统中功能仿生材料的设计和制造提供了灵感。迄今为止,研究者们已经利用纳米布沙漠甲虫的集水机理、仙人掌的集水机理以及蜘蛛丝的表面集雾机理等,开发出了大量相应的仿生集水材料。……

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