受河豚的启发的净水器，究竟有什么秘密

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视频介绍

水资源短缺带来的社会问题日益显著，全球对清洁和安全用水的需求将继续增长。公共卫生危机，例如新型冠状病毒，与水污染或缺乏洗手站造成的疾病传播有关。不安全的饮用水每年造成50多万人死于腹泻。科学家们从未停止过在废水利用、水质净化等领域的研究和探索。许多新的材料和设备开发出来，例如膜分离技术等，加快了海水淡化和废水回收的步伐。近来，太阳能资源的利用和储备是研究的热点之一，如何利用丰富的太阳能实现水质净化，是研究者们探索的话题之一。普林斯顿大学团队，受河豚的启发，制备了一种太阳能吸收器水凝胶(SAG)，只用自然的阳光从受污染的水源中净化水。河豚是一种鱼类，当受到威胁时，它可以通过吸水来膨胀自己，当威胁消失时，它会释放水，恢复到原来的形状。河豚的这种水的吸收和释放循环启发了作者对材料的设计。聚N异丙基丙烯酰胺水凝胶可以在较低的临界溶液温度下通过亲水/疏水切换来吸收和释放水，这一温度很容易通过自然阳光来实现。 SAG操作简单，在被污染的水中浸泡时，SAG吸收大量的清洁水，同时排斥盐、生物、油等污染物。一旦暴露在自然阳光下，太阳热量加热了SAG。由于水凝胶在临界溶液温度上由膨胀的亲水状态转变为塌陷的疏水状态，从凹陷中排出了作为液体和蒸汽的干净液态水。 这种在自然阳光下生产纯水的多模式机制为利用可再生太阳能从污染水源中生产高速率的清洁水开辟了新的范例。