德克萨斯州奥斯汀——对于全球面临缺水问题的大部分地区来说，希望的灯塔可能即将到来：能够轻易地将热空气转化为饮用水。

在过去的几年里，德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员一直专注于空气中的水分，作为干旱压力人群的潜在饮用水来源。在发表在 《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的新研究中，他们在用稀薄空气制造饮用水的努力中取得了重大突破：一种分子工程水凝胶，可以仅利用阳光的能量制造清洁水。

研究人员能够将水从大气中抽出，并在低至104度的条件下使用太阳能饮用，这与德克萨斯州和世界其他地区的夏季天气保持一致。这意味着在热量过多且获得清洁水很少的地方，人们有一天可以简单地在外面放置一个设备，它可以为他们制造水，而无需额外的努力。

“使用我们的新型水凝胶，我们不仅仅是凭空抽水。我们做得非常快，而且不会消耗太多能量，“科克雷尔工程学院沃克机械工程系和德克萨斯材料研究所的材料科学与工程教授Guihua Yu说。“我们的水凝胶真正令人着迷的是它如何释放水分。想想德克萨斯州炎热的夏天——我们可以利用温度的自然起伏，不需要启动任何加热器。

该设备每公斤凝胶材料可产生3.5至7千克的水，具体取决于湿度条件。

这项研究的一个重要特征是水凝胶对称为“微凝胶”的微粒的适应性。这些微凝胶解锁了速度和效率的改进，使该设备更接近现实。

“通过将水凝胶转化为微型颗粒，我们可以使水捕获和释放超快，”Yu实验室的研究生，该研究的领导者之一Weixin Guan说。“这提供了一种新型的高效吸附剂，可以通过多次日常循环显着提高水的产量。

研究人员正在对该技术进行进一步的改进，以期将其转化为商业产品。一个重点领域是优化微凝胶的工程，以进一步提高效率。

扩大规模是重要的下一步。研究人员的目标是将他们的工作转化为有形和可扩展的解决方案，这些解决方案可以在全球范围内用作创造清洁饮用水的低成本便携式方法。对于埃塞俄比亚这样的国家来说，这可能会改变生活，那里近60%的人口无法获得基本的清洁水。

“我们开发这种设备的最终目标是为世界各地需要快速和持续获得清洁饮用水的人们提供，特别是在那些干旱地区，”Yu实验室的研究生Yaxuan Zhao说。

该团队正在研究由有机材料制成的设备的其他版本，这将降低大规模生产的成本。这种向更具商业可行性的设计的过渡带来了自己的挑战，即扩大吸附剂的生产，允许吸湿，并在产品的使用寿命内保持耐用性。研究还侧重于使设备在各种应用场景中具有可移植性。

该项目得到了韦尔奇基金会的诺曼·哈克曼化学研究奖和卡米尔·德雷福斯教师学者奖的支持。