从空气中拧出水来

8月8日，人类以历史最迅速度进入“地球生态超载日”——这意味着，在去年8月13日的基础上，又提早5天将全年的自然资源配额应用殆尽，水资源首当其冲。

水是生命之源，寻觅新的水资源将成为严格的现实问题。科学研究提醒，全球大气中含有约12.9万立方千米的水，相当于世界上一切江河水量的6倍多。大气中，约有98％的水份一直坚持蒸气状态，其他2％会作为雨或雪在地面和空中来去。大自然通过蒸发和凝集循环，坚持了这个比例相比较稳固。可见，空气中储藏着庞大的海水资源，只需有空气的地方，就有水源。假如能从空气这个取之不尽、用之不竭的天然水“水库”中获得源源陆续的水，将打破地区的局限性，带来取水方法的庞大变革。

对沿海内陆地区来讲，从空气中取水是锦上添花；对干旱戈壁地区来讲，更是济困解危。从空气中制取水，就地取材是其最大优势，几乎全球一切的地方都能够利用空气中的水份。即便在最干旱的环境中，在不影响本地自然生态环境的条件下，也能从空气中制取足够的水。好比撒哈拉戈壁地区，在正常气压下，那边每立方米的空气中含有8克水，这相当于在一个普通房间大小的空间内约有1斤水。并且，这类水资源取之不尽，完万能满足人们对饮用水的需求。

要从空气中拧出水来，科学家想出了很多办法。好比，仿生法取水。这类办法主如果模拟戈壁中仙人掌和猪笼草等生物的生计特技，模拟其独特的生理构造，从干旱的空气中搜集水份。仙人掌内部复杂的网络输水效率高，猪笼草体内涂满粘液的滑腻表面能够削减水滴在运输过程当中的消耗。通过理论模型优化，将仙人掌刺的纰谬称、猪笼草几乎无磨擦涂层等特色联合起来，能够设计出成效不错的仿生材料，并通过3D打印技术进行生产。这类办法面对的主要挑战是，如何控制水滴大小、构成速度及其流向。为有用提高仿生材料富集水的效率，能够在材料粗拙的表面涂上一层光滑剂，让仿生材料表面的磨擦力近乎为零，有益于让水滴在材估中无方向地流动，从而加速空气中水汽的凝结速度。

机电法搜集空气中的水份已算不上是新创造，商用和家用空气制水机已经存在。空气制水机原理相似于抽湿机，吸入的是湿润空气，排出的是清洁的水。普通的电紧缩——扩大制冷机工作原理模拟大自然的降雨现象，利用电制冷技术将空气冷却，水汽冷凝并集聚成水，再对搜集起来的水利用逆渗入清水技术，通过量层级过滤、杀菌消毒生产出洁净的饮用水。所以，要从空气中提取水，必须先搜集空气，这一过程实际上就是对水进行富集。空气制水机的制水能力主要取决于空气环境湿度的大小，湿度越大，制水越简单。

空气制水看似简单，实则技术请求特殊高。现有空气制水的机器具有很大的局限性：能耗太高，本钱太大。而改良型空气制水机是先将水汽与空气分别，再让水汽进入冷凝器。这类制水机的核心部分是一个水份接收系统，利用枯燥剂先将水汽与空气分别，枯燥剂接收的水汽能够利用低档次热能或太阳能将其释放出来，然后由普通的制冷系统将其冷凝成水。这类类型的制水机比普通制水机可节能约65%。

从空气中取水不只能为干旱缺水地区的人们带来福音，还可应用于军过后勤保证、医疗卫生等。如今，影响空气制水技术进入市场的最大问题是本钱：空气制出每1立方米水，约消费67元，而海水淡化每1立方米水，本钱约为5元，差距很显著。跟随技术的提高，假如空气制水成天性下降到比淡化海水或处置污水低，那么，这类办法将会具有辽阔前景。

总之，从空气中制取水适用性强、前景辽阔，关键要加速技术创新，找到更便宜、更高效的吸湿或仿生材料。（原文起源：经济日报 作者：陈庆修

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