气凝胶结构的特性，通过气凝胶存储气体

“找材料，要材料”

科技日报讯(记者金锋)近日，在江南大学教授傅少海和福州大学教授赖跃坤最近进行的一项研究中，团队设计了一种具有核壳结构的气凝胶。通过调整其亲水性和疏水性，它可以选择性地捕获和释放水分子，同时将盐保留在水蒸气中。这项成果最近发表在国际杂志《材料》上。

水资源的短缺给人类的生产和生活带来了巨大的挑战。因此，大气水收集技术受到了研究者的广泛关注，特别是在干旱沙漠或多雨地区，大气水收集已经成为获取淡水的有效方法之一。

在这项研究中，研究小组设计了一种具有特殊结构的气凝胶。“我们在气凝胶的内层添加了吸湿盐氯化锂，它可以直接从大气中捕获水分子。当水分子在气凝胶中富集到一定程度，就会变成液态水。而气凝胶内孔的体积是有限的，随着吸湿时间的增加，气凝胶内部截留的液态水容易泄漏并带走部分吸湿盐，导致样品的吸湿能力下降。为了防止吸湿盐的泄漏，我们在气凝胶的外层设计了一个由纤维素制成的多孔疏水壳层。”论文合著者傅少海告诉科技日报记者，气凝胶外层的炭黑可以通过阳光产生大量热量，里面的液态水可以转化为水蒸气释放出来。在其他设备的帮助下，水蒸气可以转化为淡水。

这种气凝胶的关键是多孔疏水壳的孔径。如果孔径太小，水分子很难通过疏水壳释放出来；如果孔径太大，疏水壳内的吸湿盐会和捕获的液态水一起漏出。经过计算，当疏水层的孔径在57纳米到1490微米之间时，气态水分子可以顺利通过疏水壳，疏水壳内部的液态水不会泄漏。

“我们希望这种气凝胶能够应用于我国干旱少雨的地区。这些地区夜间温度低，空气湿度相对较高，可以将空气中的水分子捕获成气凝胶。白天，可以通过太阳照射从气凝胶中提取淡水。这些淡水可以用于农业生产和灌溉，也可以用于城市农场。然而，目前来看，这只是一种想象。如果要产业化，还有很长的路要走。”付少海说。