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MIT研發「空氣捕水神器」 沙漠也能喝到純淨水

全球目前有22億人面臨飲用水短缺的困境,光是在美國就有超過4600萬人無法取得安全的自來水。隨著傳統水源如河流、湖泊和水庫日漸枯竭,科學家正積極尋找突破性的解決方案。

MIT工程團隊近期開發出一款革命性的「大氣集水裝置」,這項窗戶大小的創新裝置能夠從空氣中提取純淨飲用水,甚至在最乾燥的沙漠環境也能運作。這項突破有望為缺水地區帶來根本性的改變。

這臺黑色垂直面板裝置採用特殊水凝膠材料製成,外層覆蓋具有冷卻功能的玻璃艙。水凝膠表面布滿圓頂狀結構,能像海綿般吸收空氣中的水蒸氣。當溫度上升時,這些「小泡泡」會像摺紙般收縮,釋放的水蒸氣在玻璃上冷凝成水滴,最終匯整合可直接飲用的純水。

最令人驚豔的是,這套系統完全不需要外部電力支援。研究團隊在北美最乾燥的死亡谷進行實測,即使濕度極低的條件下,每天仍能產生約160毫升(接近一杯量)的飲用水。多組面板並聯使用,就能滿足一個家庭的日常飲水需求。

「這項技術的關鍵突破在於我們改良了水凝膠配方。」MIT機械工程系教授趙宣和解釋:「我們在凝膠中新增甘油成分,能有效穩定鹽分,防止其在集水過程中流失,確保水質純淨度。」

與傳統金屬有機框架(MOFs)材料相比,這種新型水凝膠不僅吸水能力更強,產出的水質鹽度也遠低於飲用水安全標準。研究團隊特別將凝膠設計成泡泡紙狀結構,大幅增加與空氣的接觸面積,提升集水效率。

「這只是概念驗證階段,我們正在開發第二代材料以進一步提升效能。」現任新加坡國立大學助理教授的劉昌(Will)表示:「未來可以部署多組垂直面板陣列,佔地小但產水量可觀。」

這項研究成果已發表於《自然-水》期刊,團隊計劃將技術推廣至資源匱乏地區。趙教授強調:「即使在連太陽能板都難以取得的地方,這項免電力設計也能發揮關鍵作用,真正改變數億人的飲水困境。」

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