研究人员创造了一种新型晶体材料，可以无需任何能源自然收集雾中的水。这种名为贾努斯晶体的创新设备，灵感来源于在干燥环境中繁衍生息的沙漠植物和动物。
一支来自吉林大学、纽约大学阿布扎比的智能材料实验室和智能工程材料中心的合作团队，在化学教授潘斯·瑙莫夫的指导下，开发了一种新型晶体材料，可以在无需任何能量输入的情况下从雾中收集水。
这些最前沿智能晶体的设计，被称为贾努斯晶体，是借鉴了适应恶劣气候生存的沙漠生物。例如，沙漠甲虫和蜥蜴已经进化出同时具有亲水性（水吸引）和疏水性（排水）的表面纹理，帮助它们从空气中捕获水分。亲水区吸引水分，而疏水区则促进水滴向收集区移动。
研究人员在最近发表在《美国化学学会杂志》上的一项名为“高效自感应动态贾努斯晶体空中水收集”的研究中详细描述了他们的发现。他们选择了三种具有不同化学特性的有机化合物，以生长柔性有机晶体。随后，他们评估了这些化合物对空气中水分的反应，导致新型集水贾努斯晶体的开发，这些晶体的表面具有亲水性和疏水性，旨在实现水分的积累和转移。这些贾努斯晶体能够高效地从空气中收集水分。它们纤薄且透光的形状允许科学家利用光实时观察雾滴的收集和凝结。
海水淡化是一种常见的技术，用于从盐水中创造饮用水，但它需要大量的能量来去除溶解的盐。相比之下，贾努斯晶体利用空气中水分或雾的自然凝结，这是一种可以在无需任何能量输入的自发过程，可能提供源源不断的清水供应。与以前的多孔有机晶体不同，贾努斯晶体在其表面集成了水收集和交付功能，提高了在环境条件下水收集过程的效率。
“我们的气氛中蕴含大量未开发的新鲜水源，但我们迫切需要能够有效收集并将这种湿气转化为饮用水的材料，”瑙莫夫表示。“我们团队开发的晶体不仅利用了有机材料的柔性和透光特性，还为创建主动自感应和高效的收集装置奠定了基础。当规模化时，这些装置可以在更大范围内显著帮助解决水资源短缺问题。
