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科學家研發「太陽能集水神器」:用空氣變出飲用水!

澳洲與中國工程團隊聯手開發出一款革命性集水裝置,這款像海綿般的創新材料,僅需陽光就能從空氣中「擠」出飲用水,為全球水資源短缺問題提供低成本解決方案。

這項突破性技術有別於傳統的霧氣收集或輻射冷卻方法,即使在濕度僅30%的乾燥環境下仍能穩定運作,適用溫度範圍更橫跨5°C至55°C。研究團隊採用經特殊處理的輕木多孔結構作為基材,這種天然材料能高效吸附大氣中的水分子,並在需要時釋放水分。

墨爾本皇家理工大學資深研究員郝德瑞克博士指出,這套系統已整合成行動式杯狀裝置,包含防汙託盤、冷卻系統及太陽能驅動機構。特別的是,團隊運用人工智慧精準預測不同環境條件下的集水效能,使裝置在90%濕度下每克材料可吸收2毫升水分,並在日照10小時內釋出近100%水量。

「全球有數十億人缺乏乾淨飲用水,每年更有數百萬人死於水源性疾病。」身為材料科學家的郝博士強調,這項技術在戶外測試中展現驚人效率,夜間每克材料可收集2.5毫升水分,日間釋放率達94%,即使在30%低濕環境仍能維持0.6毫升/克的集水量。

研究團隊特別選用輕木作為基質,不僅成本低廉、可生物分解,其天然孔洞結構更強化水分傳輸效率。裝置在-20°C低溫環境存放20天後,仍保持優異的柔韌性與吸水功能,連續10次迴圈使用後效能衰退不到12%,展現極佳的抗凍性與耐用度。

浙江農林大學侯俊峰博士領導的中方團隊表示,現階段原型機體積僅15立方毫米,但可透過模組化組合擴大規模。這項技術特別適合應用在偏遠乾旱地區或災後應急,其完全依賴太陽能的特性,使其在基礎設施受損地區成為救命利器。

郝博士透露,團隊正與產業夥伴商討量產計畫,未來將結合物聯網感測器開發智慧控制系統,並探索搭配太陽能板與儲熱裝置實現全天候運作的可能性。這項發表於《清潔生產期刊》的研究,已獲得中國國家自然科學基金支援。