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新晉諾獎得主奧馬爾·亞基演講：網(wǎng)狀化學——氣候變暖的解決方案(6)

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2025-10-09 17:22:41  一起來嘮科



這是一張濕度圖?？v軸是空氣中的水蒸氣含量，橫軸是氣溫。濕度曲線從10%、20%一直到100%。如果濕度是100%，那就是液化水。



假如我在一座地中海邊的城市，比如西班牙的格拉納達。假設那里氣溫30度、濕度20%，要從這樣的空氣中提取水，那么需要將溫度降至“b”點，也就是4攝氏度。這樣的制冷方式從經(jīng)濟角度看并不可行。但如果我在“a”點的條件下使用MOFs，從空氣中取水并將水注入材料的孔隙中，然后通過加熱取出水之后再進行凝結，這樣就能將沙漠空氣“變?yōu)椤睙釒Э諝?。這就是我們一直研究的思路。



水如何進入MOF？這段視頻可以給我們答案。這是MOF中的一個孔隙，我們將它切成兩半，可以看到紅色的水首先會進入親水區(qū)，將親水區(qū)填滿。然后親水區(qū)內的水會連成一體。此時在MOF內部，在孔隙流動的水分子，親水區(qū)內的水分子，在溫和條件下相互吸引和排斥可以將水移走。因此這個系統(tǒng)不需要太多能源來驅動。






這是我們在沙漠中測試的第一代實驗裝置。我們在實驗室中已經(jīng)做過了各種研究和實驗，我們把1公斤的MOFs放進這個小盒子里，晚上再把這個小盒子放進一個更大的盒子里。我們讓空氣穿過MOFs，通過這種材料來提取水。白天的時候關閉那個更大的盒子，隨著陽光讓內部升溫，水就出來了，然后冷凝，最后成功獲得液態(tài)水。我的學生們在亞利桑那州的沙漠中進行了實驗，收集到的水非常純凈，是你能找到的最純凈的水。






這臺裝置是電動的實驗原型，這是我們的第一個原型裝置，大盒子套小盒子。從空氣中收集水，除了需要陽光外，不需要任何能源輸入。

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