當我們出門跑步或爬山時，如果隨身帶的水喝完了，又一時找不到超市該如何是好？
科學家們給出了一個讓人意想不到的方案：將夾克變成會「造水」的神器，通過它從空氣中收集水，再通過一個便攜收集裝置將水分釋放、冷凝並收集成可飲用水。
近期，德克薩斯大學奧斯汀分校 Guihua Yu教授團隊與合作者研發了一種特殊材質的夾克，能從空氣中直接收集飲用水，單次產水量達410-894毫升。
這種夾克採用特殊紡織纖維，不僅能高效吸收水分並輸送到可拆卸收集器中加熱制水，與傳統材料相比，材料性能還提升了3至10倍。
不局限於夾克，這項技術未來還有可能進一步集成到背包、帳篷中，適用於水資源匱乏地區或徒步者、露營者、運動人士和救援人員等戶外人群。
在該團隊的另一項研究中，研究人員還在沙漠環境中創造了每公斤材料日采4.3升水的紀錄，為乾旱地區分散式供水提供了一種新的解決方案。相關論文分別發表於 Science Advances和 Nature Water。
在傳統方案中，如果想從空氣中收集水分可能需要一些固定裝置，例如箱體、面板或大型吸附床。儘管這些裝置也能實現水分收集，但難以滿足戶外出行或應急救援等需要靈活用水的場景。
研究團隊提出了一個設想：能不能放棄這些裝置，而是通過日常穿着的衣物面料從空氣中收集水分，找到一種便攜式、可穿戴的收集方法呢？
為驗證這種想法，研究人員開發出了一種分級多孔結構的功能纖維，然後用這種纖維織成布料，可以在不同濕度環境下高效捕捉空氣中的水蒸氣，再通過一個便攜收集裝置將它們收集出來作為飲用水。
研究人員發現，收集水量與濕度條件呈正相關。在20%至80%的相對濕度範圍內，這種夾克實現了每公斤吸附劑每天產水3.76至7.45升，該原型系統單次循環的淨集水量可達410至894毫升。
此外，這種紡織物的優勢還體現在材料性能方面。與傳統的集水材料相比，該材料在大規模應用中可提升3到10倍的性能。
但如果它只是吸水性能好還遠遠不夠，研究團隊在加速水分子快速流動方面也進行了創新。與普通的實心纖維不同，這種新型纖維的巧妙設計之處在於「會呼吸」。
具體而言，纖維表面存在開放的大孔，以便空氣中的水蒸氣碰到它時轉變為液態水；而纖維內部則是一種層級分明的孔道結構，這樣液化後的水可以迅速從表面向芯部傳輸，實現水快速滲透到纖維內部。
正是基於這樣的特性，這種材料不僅在實驗室環境中表現優異，也在可穿戴系統中應用。除了在將這項技術應用於服裝，研究人員也在探索將其集成在其他物品的可能性，例如背包、帳篷、應急避難所和其他戶外裝備，這樣人們可以方便、隨時隨地地從空氣中收集水分。
儘管這項技術目前處於實驗室階段，但它為人們提供了一種獲取水資源的新思路：空氣取水可以不用笨重的裝置，而是隨身攜帶，隨取隨用。
與此同時，該團隊在發表於 Nature Water的研究成果也取得了突破性進展。研究人員開發了一款完全依靠太陽能驅動的便攜式空氣取水裝置，它的關鍵突破體現在，將材料、器件與運行作為一個系統進行整體設計。
在美國新墨西哥州奇瓦瓦沙漠（相對濕度～26%）炎熱乾燥的氣候和奧斯汀較潮濕的環境中，研究團隊不僅創造了從空氣中取水量的新紀錄，還表現出利用大氣水分解決飲用水短缺問題的應用潛力。
測試結果顯示，研究人員在乾旱和半濕潤地區每天可實現收集清潔水1.3升，相當於每公斤吸濕材料每天收集4.3升水。
（來源：Science Advances）
該裝置的關鍵是一種由生物質衍生材料製成的新型水凝膠織物，可通過它吸收空氣中的水分，然後在陽光照射下加熱時釋放水分，從而使水汽冷凝並收集起來。
這種設備適用於全球缺乏水資源的國家和地區，包括北非、中東、南亞和撒哈拉以南非洲的部分地區。因此，這項技術可作為分散式供水解決方案，為偏遠社區、應急響應以及其他難以建設或維護傳統供水系統的環境提供幫助。
實際上，從空氣中取水並不是一件新鮮事，無論是特殊纖維還是便攜式空氣取水裝置，並非只是給現有技術做一個補充或者備選方案，這項技術還有更深遠的意義。全球約三分之二的人口亟待解決水資源短缺的問題，而大氣是地球上一個天然，但目前未被充分開發的水庫，其儲存的水量約12,900萬億升。
如果那些沒有自來水廠、買不起瓶裝水的貧困乾旱國家和地區的人們能有這樣一件特製的衣服，白天可以當日常衣服穿，晚上將取水單元取下來加熱收集就有乾淨水喝，或者具有這樣一種便攜式空氣取水的裝置，對這些國家和地區的人們來說無異於是解決了他們的「大問題」。
