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淡水短缺是全世界面臨的巨大挑戰之一。大氣層中儲存著大約13000萬億升的水,近年來,空氣集水技術因其不受空間地域的影響引起了人們極大的研究興趣。然而,在一些潮溼地區,空氣中的水分通常被認為是多餘的。高溼環境可能導致細菌和病毒的滋生,從而引起呼吸不適、過敏和傳染病。健康舒適的室內相對溼度(RH)水平為40%-60%。RH越高,體感溫度越高,尤其在炎熱的夏季。與其將空氣中的水分視為多餘的資源,並需要消耗能量以維持其在適宜的水平,不如把儲量豐富的空氣水作為新型淡水資源加以適當利用,這將有助於緩解全球普遍存在的水資源短缺問題。新加坡國立大學材料科學與工程學院陳瑞深課題組針對這一問題構建了一種高效節能的溼度控制系統,可同時進行除溼和空氣集水。該系統由他們自主研發的乾燥劑型除溼機和溼度計組成,可實現全自動運行。相關結果發表在Advanced Science(DOI:10.1002/advs.202003939)上。該系統的高效節能主要來自合成的具有超強吸溼性能的鈷絡合物薄膜,該材料能快速吸收空氣中水分,吸水量高達4.64 g g-1。在太陽光照射下或者加熱到60℃ 即可實現材料的再生,而且吸溼性能在循環使用500次後基本保持不變。研究人員利用該材料組裝了一臺高效節能的乾燥劑型除溼機,可同時用於空氣集水和除溼。該除溼機可以在15分鐘之內將房間內的相對溼度(RH)從75%降低到60%,能耗僅為0.05 kWh。在24小時內可以從空氣中收集大約10 L的水。為實現除溼機的自動運行,研究人員藉助機器學習自製了一款低成本、高精度的溼度計,將其集成到除溼機上,當環境溼度達到設定的溼度最高值時,除溼機將自動啟動進行除溼;當環境溼度降至設定的溼度最低值時,除溼機將自動關機進入省電模式。Small:OsSx納米粒子通過改善腫瘤乏氧調節腫瘤N6-甲基腺苷甲基化的高效水分解電極材料
AS:各司其職-單原子和納米粒子共同助力高效鹼性析氫