淡水资源短缺已成为全球性挑战，传统水源日益紧张，而海水淡化等技术又面临高能耗与高成本的限制。大气中蕴藏着丰富的水分，是一种可持续的淡水来源。早期的大气集水技术如雾收集、露水凝结等，或依赖高湿环境，或能耗较高。近年来，基于吸附-解吸的太阳能大气集水技术备受关注，但其性能很大程度上受限于吸湿材料内部无序的结构，导致蒸汽扩散和热传递效率低下，吸附动力学缓慢，解吸能耗高。
近日，河海大学李政通、浙江海洋大学徐兴涛教授、周英棠教授和北京理工大学安盟研究员合作，提出了一种新型生物质基吸湿气凝胶，通过定向冷冻干燥技术构建了垂直排列的微流道结构。该各向异性结构能够引导水分定向垂直传输，并结合径向扩散进入次级孔隙，有效降低了蒸汽传输的弯曲度，同时提升了水结合能力。该气凝胶在80%相对湿度下吸水率达3.18 g g⁻¹，在30%相对湿度下6小时内吸附速率达0.25 g g⁻¹。经光热墨水表面改性后，在1个太阳辐照下，蒸发速率提升至2.89 kg m⁻² h⁻¹，解吸率达76.63%。户外实测显示，其日产量可达1.51 L m⁻² day⁻¹。蒙脱士的加入还显著增强了气凝胶的机械强度。该研究为优化吸湿材料内部流体与热动力学提供了结构工程策略，为缺水地区的可持续淡水供应提供了可扩展且节能的路径。相关论文以“Anisotropic Biomass Microfluidics via Directed Moisture Transport and Enhanced Water-Binding Capacity for High-Yield Solar-driven Atmospheric Water Harvesting”为题，发表在Advanced Materials。
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