5月19日，華人余桂華團(tuán)隊(duì)研制出了一種低成本的凝膠膜，它可以直接從空氣中制取水份，甚至在干燥的沙漠收也有同樣的功效，驚呆了科學(xué)家，這項(xiàng)研究，也被稱為未來(lái)將幫助地球上近三分之一的干旱地區(qū)人口。

那么問(wèn)題來(lái)了：凝膠膜到底是啥，它為啥能從空氣中制水的

這種凝膠膜有多神奇？

這種凝膠膜的大名，叫做——超吸濕性聚合物薄膜。

它的吸濕性有多強(qiáng)呢？研究團(tuán)隊(duì)在論文中給出了數(shù)據(jù)，在空氣濕度為30%的情況下，每千克的薄膜，每天能制取13升左右的水，在空氣濕度只有15%的情況下，每天也能制取超過(guò)6升的水。

這個(gè)量是多還是少呢？

正常成年人每天的飲水量在1到1.5升左右，也就是說(shuō)，即便是在空氣濕度只有15%的干旱地區(qū)，一千克凝膠膜每天制取的水，也足夠供應(yīng)一家三口飲用所需。

這可以解決相當(dāng)多干旱地區(qū)的飲用水安全問(wèn)題，要知道，即便是在很多沙漠地區(qū)，空氣濕度平均也有20%左右。這樣的空氣濕度，足夠制取出滿足一家人所需的飲用水。

更為重要的是，這種凝膠膜的制造成本也非常低，每千克的制造成本只有2美元左右。很多干旱缺水地區(qū)同時(shí)也是較為貧困的地區(qū)，這樣低廉的成本，能夠讓這些地區(qū)的人們不至于無(wú)法承受，那么這種凝膠膜是啥呢？

神奇的凝膠膜

說(shuō)出來(lái)很多人可能都不敢相信，這些凝膠膜使用的材料都是生活中非?；A(chǔ)的材料，比如說(shuō)用植物纖維素簡(jiǎn)單處理之后獲得的羥丙基纖維素（HPC），以及廚房里更常見(jiàn)的魔芋膠，再加上一點(diǎn)氯化鋰溶液。這三種物質(zhì)按一定比例混合，再豁楞豁楞，攪拌均勻，倒入模具中，兩分鐘之后，凝膠膜就會(huì)自發(fā)生成。

整個(gè)制造的流程簡(jiǎn)單得不可思議，同時(shí)原材料也非常的簡(jiǎn)單易得。研究團(tuán)隊(duì)的羥丙基纖維素和化學(xué)試劑，都是從一家化學(xué)用品公司購(gòu)買的，而魔芋膠干脆是在亞馬遜網(wǎng)購(gòu)的。

并且，所有材料都沒(méi)有經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的提純或者復(fù)雜的處理，這意味著，如果知道配比，甚至連普通人都能在自己家里制備出這種凝膠膜。

像這種看似神奇、高大上的科技產(chǎn)品，其實(shí)是用常見(jiàn)原料，簡(jiǎn)單步驟制成的例子還有很多。

比如說(shuō)現(xiàn)在大火的石墨烯，因?yàn)槠涓邔?dǎo)電性、高抗菌性、高機(jī)械強(qiáng)度等等特性，被稱為“完美材料”、“新材料之王”，是科學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)話題。但是石墨烯這種高大上的材料，其原材料石墨，只是一種隨處可見(jiàn)的物質(zhì)，你手里的鉛筆筆芯，就是用石墨制成的。

而且石墨烯最初的制造流程更是簡(jiǎn)單到讓人不敢相信：用膠帶粘住石墨片的正反面兩面，然后手撕膠帶，分成兩半，不斷地重復(fù)這一過(guò)程，經(jīng)過(guò)20多次左右，就能得到只有一層碳原子的石墨烯了。

更有甚者，都柏林大學(xué)的一位學(xué)者，直接把鉛筆芯扔到廚房攪拌機(jī)里，只要幾個(gè)小時(shí)就能獲得石墨烯了。

就像羅丹說(shuō)的，“生活中不缺少美，只是缺少發(fā)現(xiàn)美的眼光?！保钪幸膊蝗鄙倏茖W(xué)，只是缺少發(fā)現(xiàn)科學(xué)的眼光。

沙漠中制水，怎么做到的？

其實(shí)，這些凝膠制水，是分成吸水和排水兩個(gè)階段的。

在吸水階段，超級(jí)疏松多孔，同時(shí)又親水的魔芋膠，可以在空氣流經(jīng)凝膠膜時(shí)，截留下空氣中的水汽。即便是在濕度只有15%，能讓人流鼻血的干燥空氣中，每千克的凝膠膜，都能在一個(gè)小時(shí)左右吸收500克左右的水；在濕度30%的環(huán)境下，還能將時(shí)間縮短到半個(gè)小時(shí)，吸水量提升到750克左右。

但是，如果光吸收水分，但不排出水分，那我們只會(huì)得到一團(tuán)魔芋膠糊糊，無(wú)法獲得真正的飲用水。

所以，科學(xué)家在凝膠膜中加入了疏水性的羥丙基纖維素（HPC），這種纖維素化合物，具有特殊的熱適應(yīng)性。即溫度越高，疏水性越強(qiáng)，越能將凝膠膜中的水分子排出。這樣，只要將凝膠膜進(jìn)行加熱，讓凝膠膜排水的速度超過(guò)吸水的速度，就可以將凝膠膜捕獲的水分釋放出來(lái)。

研究人員給出的數(shù)據(jù)是，當(dāng)加熱到60攝氏度時(shí)，凝膠膜中捕獲的水，可以在10分鐘內(nèi)排出70%。

真正使用時(shí)，可以用70分鐘的時(shí)間來(lái)充分吸收水分，再加熱到60攝氏度，充分排水30分鐘，然后再降溫吸水，完成一個(gè)循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)，就可以在干旱環(huán)境中制取大量的水分。在空氣濕度只有15%的環(huán)境中，一天最多可以完成14次循環(huán)，在空氣濕度30%的環(huán)境下，可以完成24次循環(huán)。

未來(lái)的應(yīng)用場(chǎng)景

首先，最重要的應(yīng)用場(chǎng)景，也是研究人員在論文中提到的，就是用于空氣濕度低于40%的廣袤干旱地區(qū)，用來(lái)保證當(dāng)?shù)鼐用竦娘嬘盟踩＝?jīng)由這種凝膠膜制取的水，只含有微量的鋰離子，與純凈水相差仿佛，可以直接飲用，比干旱地區(qū)常見(jiàn)的取水手段更加安全。

其次，在部分更加濕潤(rùn)但不通自來(lái)水的偏遠(yuǎn)地區(qū)，這些凝膠膜能夠制取更多的水，可以用來(lái)制取偏遠(yuǎn)地區(qū)人民的所需的生活用水。在遭遇地震、洪水等自然災(zāi)害時(shí)，這些操作簡(jiǎn)單，成本低廉的凝膠膜，還能用于保障災(zāi)區(qū)的緊急用水，制造干凈安全無(wú)污染的飲用水。

更有效，更有前景的應(yīng)用環(huán)境，其實(shí)就是用于光伏項(xiàng)目。

越往干旱地區(qū)，每年的光照時(shí)間就會(huì)越長(zhǎng)。以中國(guó)為例，廣大的南方地區(qū)，每年的有效光照時(shí)間，只有一千到兩千小時(shí)，而到了西北內(nèi)陸地區(qū)，每年光照時(shí)間可以長(zhǎng)達(dá)三千到四千小時(shí)。大家都能很簡(jiǎn)單地看出，光伏項(xiàng)目建在內(nèi)陸的經(jīng)濟(jì)效益，要遠(yuǎn)超南方濕潤(rùn)地區(qū)。這也是為什么大規(guī)模的光伏基地，都在青海、新疆等內(nèi)陸地區(qū)的原因。

但是光伏項(xiàng)目建在內(nèi)陸，也面臨著內(nèi)陸地區(qū)特有的問(wèn)題——缺水。光伏面板想要保持良好的發(fā)電能力，就需要不定期地用水清洗面板，清理光伏面板上的塵土，保證面板的干凈。再加上內(nèi)陸地區(qū)的風(fēng)沙和塵土更大，光伏面板的用水需求相應(yīng)的也更大。內(nèi)陸，甚至是沙漠地區(qū)的光伏項(xiàng)目，對(duì)這些能夠在干燥空氣中提取水分的凝膠膜，有著現(xiàn)實(shí)且巨大的需求。

同時(shí)，凝膠膜在使用時(shí)，需要加熱到60攝氏度左右，才能高效地排水。這就需要外界環(huán)境輸入一定的能量，光伏發(fā)電正好可以與凝膠膜形成配套，為其提供電力加熱。

如果再腦洞大開一點(diǎn)，光伏發(fā)電站集中的西北地區(qū)，光熱條件都十分優(yōu)良，非常適合水果的生長(zhǎng)，新疆的瓜果在全國(guó)都是有名的。

而光伏發(fā)電與凝膠膜制水相結(jié)合之后，不僅可以用來(lái)發(fā)電。還可以用凝膠膜制取寶貴的水資源，結(jié)合干旱地區(qū)優(yōu)良的光熱條件，開展特色種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)，發(fā)展出一批獨(dú)具特色的光伏水果來(lái)也是有可能的。

總之，憑借著超高的制水能力和低廉的成本，超吸濕性聚合物薄膜的應(yīng)用場(chǎng)景十分的廣闊，未來(lái)甚至有可能成為一種改變世界的發(fā)明。而誰(shuí)又能想到，這樣一種神奇的高科技材料，其原料，居然是廚房里的一袋魔芋膠呢？