化学领域十大新兴技术-用于集水的MOF和多孔材料
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据联合国(UN)称,水资源短缺影响了全球40%以上的人口,并且预计会增加。最重要的是,十分之三的人无法获得安全管理的饮用水服务。化学可以为这个被确定为SDG 6的问题带来解决方案,“改变我们的世界”使用多孔材料,特别是金属有机框架(MOF)。像MOF这样的多孔材料具有海绵状化学结构,具有微观空间,可以选择性地捕获分子,从气体 - 氢气,甲烷,二氧化碳,水 - 到更复杂的物质,如药物和酶。虽然一些研究人员专注于MOF在药物输送和气体净化中的应用,但Omar Yaghi偶然发现了它们从大气中捕获水的巨大潜力。“当我们研究将燃烧后气体吸收到MOF中时,我们注意到一些MOF与水分子发生了独特的相互作用,”Yaghi解释道。然后,他们想知道是否有相同的材料“可以”用于在干旱气候中从大气中捕获水分,然后很容易被释放用于收集。“这种技术是独一无二的,因为它可以从干燥的沙漠空气中获取可饮用量的纯净水,除了自然阳光之外不需要能量,”Yaghi说。只需一公斤的MOF就能在湿度低至20%的情况下每天收获2.8升水。在开发更高容量,可能更便宜的集水材料时,Yaghi“已经与公司合作,在工业规模上测试他们的MOF水收割机。”还有其他具有类似能力的多孔材料,如硅基和无机多孔固体,以及最近报道的模拟仙人掌刺结构的仿生多孔表面只需一公斤的MOF就能在湿度低至20%的情况下每天收获2.8升水。在开发更高容量,可能更便宜的集水材料时,Yaghi“已经与公司合作,在工业规模上测试他们的MOF水收割机。”还有其他具有类似能力的多孔材料,如硅基和无机多孔固体,以及最近报道的模拟仙人掌刺结构的仿生多孔表面[ 只需一公斤的MOF就能在湿度低至20%的情况下每天收获2.8升水。在开发更高容量,可能更便宜的集水材料时,Yaghi“已经与公司合作,在工业规模上测试他们的MOF水收割机。”还有其他具有类似能力的多孔材料,如硅基和无机多孔固体,以及最近报道的模拟仙人掌刺结构的仿生多孔表面。Yaghi认为,他们中的大多数人在从低湿度空气中吸收水的能力不如MOF。然而,进一步的研究当然可以探索找到最佳解决方案的所有可能性,不仅用于收获水,而且用于净化水,确保实现联合国最重要的目标之一 - 实现充分和公平的卫生和卫生。