MIT開發出添加氯化鋰之超吸水性水凝膠,在沙漠乾燥大氣中亦能捕獲水分

 

刊登日期:2023/7/28
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美國麻省理工學院(MIT)開發了一項即使在類似沙漠的環境中亦能吸收空氣中水分之超吸收性材料,且可以吸收的水量也創下紀錄。新材料具有透明度與彈性,在吸收水分之後膨脹,從而形成吸收更多水分的空間。吸收的水可予以保留而無洩漏,並可透過加熱將水凝縮以做為超純水進行回收。

 
新開發的材料係以可儲存大量水分的水凝膠((Hydrogel)與可以捕獲大量水蒸氣之氯化鋰(Lithium Chloride)結合應用的概念。水凝膠具有可利用於紙尿布的高保水能力,而氯化鋰雖無法保留吸引而來的水分,卻是一項可以吸收自身10倍以上水分的強力吸收劑。
 
在既有研究中,可以添加至水凝膠中的氯化鋰的量有其限度,然而MIT成功地在水凝膠中實現了過去無法達到的氯化鋰添加量。因此新材料能夠在包括其他材料吸收性有限的極度乾燥條件等各種濕度水準下吸收並保留前所未有的大量水分。
 
在合成類似材料的情況下,大多數是透過將水凝膠浸泡在鹽水中24~48小時,讓鹽滲透至水凝膠中,進而合成材料。然而利用此種方法,水凝膠中摻入的鹽非常之少,且完成之材料吸收的水蒸氣也非常少。
 
有鑑於此,研究人員將水凝膠浸泡於氯化鋰溶液中30天,透過增加浸漬時間的簡單方法,成功地讓每1公克水凝膠中摻入了多達24公克的氯化鋰。而過去的記錄是每1公克水凝膠摻入6公克的氯化鋰。
 
含有氯化鋰的水凝膠吸收並保留了比以往更多的水分,且在任何濕度條件下都不會漏出水分。另一值得關注的是在濕度30%的極度乾燥環境中,每公克新材料吸收了創紀錄1.79公克的水。
 
新開發的高吸收性凝膠不僅成本低且高性能,可望應用於飲用水的集水裝置用途,尤其是沙漠或易產生乾旱的地區。此外,研究團隊也計畫將新材料應用於節能空調的除濕元件等用途。

資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/230704_salty-gel.html
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