食物殘渣轉化成新型水凝膠 可從空氣中提取14公升乾淨水李佩璇 (2025-02-27 10:11:10)

科學家開發出一種新技術，只需要一公斤的日常生物質（biomass）、像是食物殘渣和貝殼，將其轉化成分子功能性生物質水凝膠（molecularly functionalized biomass hydrogels），就能直接從空氣中汲取快14公升（4加侖）的乾淨飲用水。編譯／Elisa

美國德州大學奧斯汀分校研究人員開發出一種新技術，只需要一公斤的日常生物質（biomass）、像是食物殘渣和貝殼，將其轉化成分子功能性生物質水凝膠（molecularly functionalized biomass hydrogels），就能直接從空氣中汲取快14公升（4加侖）的乾淨飲用水。

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科學家利用食物殘渣轉化成新型水凝膠，從空氣中提取乾淨用水（圖／取自The University of Texas at Austin）[/caption]

食物殘渣可從大氣集水材料

這項新方法能夠在分子層面上，將天然多醣改質（modify），加強從空氣中捕獲水分、加熱時又容易釋放水分的能力。因為科學家讓生物質水凝膠具有熱敏性（thermoresponsive），再將兩性離子基團（zwitterionic groups）附著在上頭，讓材料對溫度變化更敏感，吸水和儲水能力同時提升。水凝膠具體加熱到攝氏60度時，儲存的淨水就會釋放出來。這個溫度臨界點（threshold）是關鍵，因為這代表新款水凝膠材料可以透過太陽能或工業廢熱等永續能源收集乾淨水，擺脫以往需要密集能源製冷或石化材料等傳統技術的依賴。

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新型生物質水凝膠可產乾淨水

實際測驗結果顯示，新技術收集的水量每天可收集14公升的水，在乾旱環境中也不會有所減少，相比之下，現有的大氣集水技術每天才只能獲取1到5公升。科學家也證明纖維素、澱粉和幾丁聚醣（chitosan）都能應用在新技術上，代表各種生物質都有望重新利用作為收集淨水的水凝膠，還能自行降解。研究團隊也正致力擴大新技術生產規模，設計能夠商業化的設備，包括便攜式集水器、自給式灌溉系統和應急飲水設備。

資料來源：Interesting Engineering

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