當(dāng)我們出門跑步或爬山時(shí)，如果隨身帶的水喝完了，又一時(shí)找不到超市該如何是好？

科學(xué)家們給出了一個(gè)讓人意想不到的方案：將夾克變成會(huì)“造水”的神器，通過它從空氣中收集水，再通過一個(gè)便攜收集裝置將水分釋放、冷凝并收集成可飲用水。

近期，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校 Guihua Yu 教授團(tuán)隊(duì)與合作者研發(fā)了一種特殊材質(zhì)的夾克，能從空氣中直接收集飲用水，單次產(chǎn)水量達(dá) 410-894 毫升。

這種夾克采用特殊紡織纖維，不僅能高效吸收水分并輸送到可拆卸收集器中加熱制水，與傳統(tǒng)材料相比，材料性能還提升了 3 至 10 倍。

（來(lái)源：德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校）

不局限于夾克，這項(xiàng)技術(shù)未來(lái)還有可能進(jìn)一步集成到背包、帳篷中，適用于水資源匱乏地區(qū)或徒步者、露營(yíng)者、運(yùn)動(dòng)人士和救援人員等戶外人群。

在該團(tuán)隊(duì)的另一項(xiàng)研究中，研究人員還在沙漠環(huán)境中創(chuàng)造了每公斤材料日采 4.3 升水的紀(jì)錄，為干旱地區(qū)分散式供水提供了一種新的解決方案。相關(guān)論文分別發(fā)表于 Science Advances[1] 和 Nature Water[2]。

（來(lái)源：德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校）

在傳統(tǒng)方案中，如果想從空氣中收集水分可能需要一些固定裝置，例如箱體、面板或大型吸附床。盡管這些裝置也能實(shí)現(xiàn)水分收集，但難以滿足戶外出行或應(yīng)急救援等需要靈活用水的場(chǎng)景。

研究團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)設(shè)想：能不能放棄這些裝置，而是通過日常穿著的衣物面料從空氣中收集水分，找到一種便攜式、可穿戴的收集方法呢？

為驗(yàn)證這種想法，研究人員開發(fā)出了一種分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)的功能纖維，然后用這種纖維織成布料，可以在不同濕度環(huán)境下高效捕捉空氣中的水蒸氣，再通過一個(gè)便攜收集裝置將它們收集出來(lái)作為飲用水。

研究人員發(fā)現(xiàn)，收集水量與濕度條件呈正相關(guān)。在 20% 至 80% 的相對(duì)濕度范圍內(nèi)，這種夾克實(shí)現(xiàn)了每公斤吸附劑每天產(chǎn)水 3.76 至 7.45 升，該原型系統(tǒng)單次循環(huán)的凈集水量可達(dá) 410 至 894 毫升。

此外，這種紡織物的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在材料性能方面。與傳統(tǒng)的集水材料相比，該材料在大規(guī)模應(yīng)用中可提升 3 到 10 倍的性能。

（來(lái)源：Science Advances）

但如果它只是吸水性能好還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，研究團(tuán)隊(duì)在加速水分子快速流動(dòng)方面也進(jìn)行了創(chuàng)新。與普通的實(shí)心纖維不同，這種新型纖維的巧妙設(shè)計(jì)之處在于“會(huì)呼吸”。

具體而言，纖維表面存在開放的大孔，以便空氣中的水蒸氣碰到它時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水；而纖維內(nèi)部則是一種層級(jí)分明的孔道結(jié)構(gòu)，這樣液化后的水可以迅速?gòu)谋砻嫦蛐静總鬏敚瑢?shí)現(xiàn)水快速滲透到纖維內(nèi)部。

正是基于這樣的特性，這種材料不僅在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中表現(xiàn)優(yōu)異，也在可穿戴系統(tǒng)中應(yīng)用。除了在將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于服裝，研究人員也在探索將其集成在其他物品的可能性，例如背包、帳篷、應(yīng)急避難所和其他戶外裝備，這樣人們可以方便、隨時(shí)隨地地從空氣中收集水分。

（來(lái)源：Science Advances）

盡管這項(xiàng)技術(shù)目前處于實(shí)驗(yàn)室階段，但它為人們提供了一種獲取水資源的新思路：空氣取水可以不用笨重的裝置，而是隨身攜帶，隨取隨用。

與此同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)在發(fā)表于 Nature Water 的研究成果也取得了突破性進(jìn)展。研究人員開發(fā)了一款完全依靠太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的便攜式空氣取水裝置，它的關(guān)鍵突破體現(xiàn)在，將材料、器件與運(yùn)行作為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。

在美國(guó)新墨西哥州奇瓦瓦沙漠（相對(duì)濕度～26%）炎熱干燥的氣候和奧斯汀較潮濕的環(huán)境中，研究團(tuán)隊(duì)不僅創(chuàng)造了從空氣中取水量的新紀(jì)錄，還表現(xiàn)出利用大氣水分解決飲用水短缺問題的應(yīng)用潛力。

測(cè)試結(jié)果顯示，研究人員在干旱和半濕潤(rùn)地區(qū)每天可實(shí)現(xiàn)收集清潔水 1.3 升，相當(dāng)于每公斤吸濕材料每天收集 4.3 升水。

（來(lái)源：德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校）

該裝置的關(guān)鍵是一種由生物質(zhì)衍生材料制成的新型水凝膠織物，可通過它吸收空氣中的水分，然后在陽(yáng)光照射下加熱時(shí)釋放水分，從而使水汽冷凝并收集起來(lái)。

這種設(shè)備適用于全球缺乏水資源的國(guó)家和地區(qū)，包括北非、中東、南亞和撒哈拉以南非洲的部分地區(qū)。因此，這項(xiàng)技術(shù)可作為分散式供水解決方案，為偏遠(yuǎn)社區(qū)、應(yīng)急響應(yīng)以及其他難以建設(shè)或維護(hù)傳統(tǒng)供水系統(tǒng)的環(huán)境提供幫助。

實(shí)際上，從空氣中取水并不是一件新鮮事，無(wú)論是特殊纖維還是便攜式空氣取水裝置，并非只是給現(xiàn)有技術(shù)做一個(gè)補(bǔ)充或者備選方案，這項(xiàng)技術(shù)還有更深遠(yuǎn)的意義。全球約三分之二的人口亟待解決水資源短缺的問題，而大氣是地球上一個(gè)天然，但目前未被充分開發(fā)的水庫(kù)，其儲(chǔ)存的水量約 12,900 萬(wàn)億升。

如果那些沒有自來(lái)水廠、買不起瓶裝水的貧困干旱國(guó)家和地區(qū)的人們能有這樣一件特制的衣服，白天可以當(dāng)日常衣服穿，晚上將取水單元取下來(lái)加熱收集就有干凈水喝，或者具有這樣一種便攜式空氣取水的裝置，對(duì)這些國(guó)家和地區(qū)的人們來(lái)說(shuō)無(wú)異于是解決了他們的“大問題”。

參考資料：

1.https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aed9949

2.https://doi.org/10.1038/s44221-026-00645-6

3.https://news.utexas.edu/2026/06/11/this-jacket-pulls-drinking-water-from-thin-air/

排版：劉雅坤

注：封面/首圖由 AI 輔助生成