無紡布廠家15838056980地球上的最后一滴水，就是人類的眼淚--這句辛酸的話，既道出了人類對于水資源的渴望，又隱含了對于水資源不合理利用與開發(fā)的事實。在水資源日益緊張的今天，如何高效地獲取淡水，則成為了一項重要的課題。而空氣中的水分，看似虛無縹緲，實則儲量可觀。最近，北京航空航天大學(xué)郭林研究組發(fā)明了一種人造仙人掌刺，能夠模仿真正仙人掌，有效收集空氣中的水分。(在該研究中，研究者將很多人造仙人掌刺插在海綿球上，隨后將其置于霧氣環(huán)境下，15分鐘后，量筒顯示已經(jīng)收集了1.3毫升水。)他們從仙人掌刺上學(xué)到了什么？事實上，人們已經(jīng)清楚仙人掌刺的水收集能力與其表面的多級溝槽結(jié)構(gòu)有關(guān)。這個結(jié)構(gòu)使水珠在拉普拉斯壓力與潤濕性梯度的作用下從刺的尖部運動到刺的底部。不過，以往的研究把精力都投入到了具有潤濕無紡布廠家15838056980性梯度上的表面上。郭林課題組則另辟蹊徑，他們認(rèn)為，重塑仙人掌刺的微觀形貌也應(yīng)該有效果。(水滴在具有溝槽結(jié)構(gòu)的仙人掌刺表現(xiàn)運動與遷移機理示意圖。多級溝槽結(jié)構(gòu)使得固液氣三相接觸線被多重細(xì)分，造成水珠的整體拉普拉斯力顯著增加)如何仿制出仙人掌刺？他們使用了一根細(xì)細(xì)的繡花銀針作為原始的基底，用靜電仿絲技術(shù)技術(shù)將聚合物纖維"纏繞"其上。（人造仙人掌刺的制作過程機理。在高壓電下，聚酰胺酸-聚苯乙烯復(fù)合物溶液以纖維形式噴涂到對面電極板，在噴涂路徑中以一定角度置入一只旋轉(zhuǎn)的銀針。以此獲得纖維在針表面的螺旋纏繞，隨后將體系熱處理進行酰亞胺化，聚酰胺酸受熱變?yōu)榫埘啺罚郾揭蚁┳鳛闋奚０灞怀ィ瑫r獲得溝槽結(jié)構(gòu)。）那么，這樣的技術(shù)可行嗎？他們用電鏡逐級放大觀察了他們的人造仙人掌刺。從中可以清晰地觀察到螺旋分布的纖維與溝槽結(jié)構(gòu)。（圖a: 原始的銀針。圖b: 人造仙人掌刺，小插圖內(nèi)為真正的仙人掌刺。cdef圖分別為b圖的逐級放大圖。）隨后，他們將其置于霧氣環(huán)境下，在短短的幾秒內(nèi)，水滴便可以在針尖處富集并向針底遷移。（在包括逆重力的多種角度下，水滴均可以從尖部運動到底部。）該課題組的這項發(fā)明，讓人們在面臨淡水危機的時刻，至少又有了一種選擇。參考文獻(xiàn)：Bai, F.; Wu, J.; Gong, G.; Guo, L., Biomimetic “Cactus Spine” with Hierarchical Groove Structure for Efficient Fog Collection. Advanced Science, 2015, DOI: 10.1002/advs.
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