研究人员发现了一种现象——对铜铬普鲁士蓝类似物施加压力,该化合物具有晶体孔隙,导致这些孔隙中保留的水被排出。这种材料预计将作为一种新型的现场水生产平台,仅通过施加压力提取水,而不需温度或湿度控制,甚至在干旱地区也能实现。
铜铬普鲁士蓝类似物是含有孔隙(空洞)的晶体化合物。研究人员发现,通过对这些晶体施加压力,可以将存储在孔隙中的水排出。先前报道的现场水生产技术依赖于温度和湿度的变化,因此高度依赖环境条件的变化,通常涉及较长的等待时间。
在这项研究中,对铜铬普鲁士蓝类似物施加1 GPa的压力,导致存储在晶体孔隙中的水被排出,形成肉眼可见的水滴。研究人员还确定每千克晶体可以获得约240克水。在施加压力前后的红外光谱、X射线吸收和荧光光谱测量 revealed revealed 了水分子和铜元素在晶体孔隙中的电子状态变化。这些发现表明,压力使原本亲水的孔隙转变为疏水孔隙,从而提供了水排放机制的见解。
这一成就被期待用于干旱和其他恶劣环境中的压力诱导现场水生产技术的发展,并为水资源再利用技术的开发提供新的视角。
本研究部分得到了日本科学技术FOREST计划(JPMJFR213Q)、日本学术振兴会科学研究(B)助学金(22H02046)、JST SPRING程序(JSMJSP2124)和筑波基础研究支持计划(类型S)的支持。