神奇夹克每天造出近一升饮用水DeepTech深科技

当我们出门跑步或爬山时，如果随身带的水喝完了，又一时找不到超市该如何是好？

科学家们给出了一个让人意想不到的方案：将夹克变成会“造水”的神器，通过它从空气中收集水，再通过一个便携收集装置将水分释放、冷凝并收集成可饮用水。

近期，德克萨斯大学奥斯汀分校 Guihua Yu 教授团队与合作者研发了一种特殊材质的夹克，能从空气中直接收集饮用水，单次产水量达 410-894 毫升。

这种夹克采用特殊纺织纤维，不仅能高效吸收水分并输送到可拆卸收集器中加热制水，与传统材料相比，材料性能还提升了 3 至 10 倍。

（来源：德克萨斯大学奥斯汀分校）

不局限于夹克，这项技术未来还有可能进一步集成到背包、帐篷中，适用于水资源匮乏地区或徒步者、露营者、运动人士和救援人员等户外人群。

在该团队的另一项研究中，研究人员还在沙漠环境中创造了每公斤材料日采 4.3 升水的纪录，为干旱地区分散式供水提供了一种新的解决方案。相关论文分别发表于 Science Advances[1] 和 Nature Water[2]。

图丨可拆卸的收集单元放置在可折叠的收集器中，可通过加热产生水（来源：德克萨斯大学奥斯汀分校）

在传统方案中，如果想从空气中收集水分可能需要一些固定装置，例如箱体、面板或大型吸附床。尽管这些装置也能实现水分收集，但难以满足户外出行或应急救援等需要灵活用水的场景。

研究团队提出了一个设想：能不能放弃这些装置，而是通过日常穿着的衣物面料从空气中收集水分，找到一种便携式、可穿戴的收集方法呢？

为验证这种想法，研究人员开发出了一种分级多孔结构的功能纤维，然后用这种纤维织成布料，可以在不同湿度环境下高效捕捉空气中的水蒸气，再通过一个便携收集装置将它们收集出来作为饮用水。

研究人员发现，收集水量与湿度条件呈正相关。在 20% 至 80% 的相对湿度范围内，这种夹克实现了每公斤吸附剂每天产水 3.76 至 7.45 升，该原型系统单次循环的净集水量可达 410 至 894 毫升。

此外，这种纺织物的优势还体现在材料性能方面。与传统的集水材料相比，该材料在大规模应用中可提升 3 到 10 倍的性能。

（来源：Science Advances）

但如果它只是吸水性能好还远远不够，研究团队在加速水分子快速流动方面也进行了创新。与普通的实心纤维不同，这种新型纤维的巧妙设计之处在于“会呼吸”。

具体而言，纤维表面存在开放的大孔，以便空气中的水蒸气碰到它时转变为液态水；而纤维内部则是一种层级分明的孔道结构，这样液化后的水可以迅速从表面向芯部传输，实现水快速渗透到纤维内部。

正是基于这样的特性，这种材料不仅在实验室环境中表现优异，也在可穿戴系统中应用。除了在将这项技术应用于服装，研究人员也在探索将其集成在其他物品的可能性，例如背包、帐篷、应急避难所和其他户外装备，这样人们可以方便、随时随地地从空气中收集水分。

（来源：Science Advances）