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| 改良碳納米管森林變身“吸濕架” 能從沙漠空氣中取水 |
| 來源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時間：2014-09-18 10:08:37 瀏覽次數(shù)： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）據(jù)報道，美國萊斯大學(xué)科學(xué)家展示了他們的最新成果——由改良碳納米管森林制作的“吸濕架”，能在干燥的沙漠空氣中收集水分子，儲存起來以備將來使用。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的美國化學(xué)協(xié)會雜志《應(yīng)用材料與界面》上。
“碳納米管森林”是一種細(xì)長的碳納米管陣列，通過一種叫做水輔助化學(xué)氣相沉積的過程生長出來，納米管直徑只有幾納米，長約1厘米。其頂面有一層親水層，底面是一層超級憎水層，這樣水分子就被困在納米管內(nèi)部。
研究人員改進了碳納米管森林的生長過程，先在碳納米管森林頂部沉淀一層超級憎水層，然后把它們從硅基底座上剝離，翻轉(zhuǎn)過來再在上面加一層親水聚合物。
在實驗中，水分子與親水頂端結(jié)合，由于納米管森林的毛細(xì)管效應(yīng)和重力而進入材料內(nèi)部。當(dāng)小水滴粘在親水端，水分子會受到范德華力、氫鍵結(jié)合力和雙極作用被拉進內(nèi)部，擴展到整個納米管，隨后水分子會吸取更多的水進來。
他們還實驗了幾種不同的碳納米管。只有頂部有親水層的，在濕潤空氣中就會散裂，因為底部沒有東西把它們連在一起；頂部和底部都有親水層的，納米管森林會連在一起，但水會漏出去；而憎水層做底、親水層做頂?shù)募{米管森林，吸收了達自身重量80%的水后仍能保持完好。
材料能吸收多少水蒸氣取決于空氣濕度。在干燥空氣中，一塊8毫克重的樣本（表面積0.25平方厘米）11小時能吸收自身重量27.4%的水分，在濕潤空氣中，13小時能吸收自身重量80%的水分。進一步測試還顯示，納米管森林能大大減緩其吸收水分的蒸發(fā)。
研究人員說，碳納米管森林制造起來很容易，如果能大規(guī)模生產(chǎn)，就成為一種高效集水設(shè)備。“它不需要任何外部能量，就能把水保持在納米管森林里，”論文第一作者、實驗室研究生赫穆斯·奧茲登說，“你可以擠壓納米管把水?dāng)D出來，然后將材料反復(fù)使用。”
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