穿上这件夹克,在沙漠里也能喝到干净水

德州大学奥斯汀分校研发可穿戴水凝胶织物夹克,每天从空气中收集400到900毫升饮用水。

德克萨斯大学奥斯汀分校的工程师团队研发出了一件能够从空气中直接收集饮用水的夹克。这项发明可能彻底改变徒步者、野外工作者、急救人员和军人的户外饮水方式,并为全球水资源短缺地区提供一种全新的分散式取水思路。

长期以来,大气水收集技术(从空气中提取水分)一直被设想为固定设备:一个盒子、一块面板或一张大型吸附床。项目负责人、机械工程系与德州材料研究所教授Guihua Yu表示,团队的目标是彻底重新构想设备形态,让织物本身具备集水功能,从而”为个人便携式取水打开一个全新方向”。他们做到的不只是制造出另一种吸湿材料,而是设计了一条完整的从空气到液体的水分子流动通路。

黑科技:穿上这件夹克,在沙漠里也能喝到干净水

这件夹克的工作原理分为吸附与释放两步。织物由生物质来源的水凝胶材料制成,能够从环境空气中高效吸附水蒸气分子。吸附饱和后,用户将可拆卸的收集单元放入一台折叠式太阳能加热器中,加热使水分从水凝胶中释放出来,凝结后即可得到液态清水。根据环境湿度的不同,一件夹克在一天内可产出400到900毫升饮用水,在常规户外场景下已经足够满足一个人的基本饮水需求。与现有的大气集水材料相比,这种织物的规模化性能提高了3到10倍。

论文合著者、化学工程系教授Keith Johnston强调,关键的技术突破不在于材料本身的吸湿能力,而在于”团队不仅造出了另一种吸水材料”。他们设计了独特的微观结构,使水分子能够以异常高的速率从空气中的蒸汽态转变为纤维表面的液态,并快速沿织物内部通道流动到收集点。正是这一传质路径的工程化设计,让材料从实验室小样变成了一件可以实际穿在身上的可穿戴系统。

研究团队并非只停留在服装层面。同一批 科学家开发的一款独立太阳能集水装置在奇瓦瓦沙漠(新墨西哥州)和奥斯汀市的实地测试中取得了更惊人的成绩:在干燥和半湿润两种典型气候条件下,日均收集1.3升洁净水,折合每公斤吸附材料日产4.3升水,超越了此前所有已发表的大气水收集研究记录。装置表现最佳的地理区域与全球水资源压力最大的地区高度吻合,包括北非、中东、南亚和撒哈拉以南非洲。研究团队的AirGel项目此前已在2025年美国全国大学生发明家竞赛中获得研究生组最高奖。

这项技术的规模化前景引人遐想。研究团队估算,这种可穿戴集水织物如果集成到军用装备或救灾物资中,可以显著减少后勤补给对瓶装水的依赖。在更宏大的愿景中,如果城市建筑的外立面或屋顶帐篷能够大面积覆盖此类材料,则可以在社区层面对抗局部水资源短缺。当然,从实验室原型到大规模量产还有很长的路,包括成本控制、材料耐久性、以及在极低湿度环境下的性能优化等工程挑战。

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