科学家从纳米布沙漠甲虫身上获得灵感，发明了这种能收集水分的纳米碳管“森林”。图片来源：JEFF FITLOW

本报讯或许有一天，一张由数十亿微小碳管组成的垫子能够帮助最需要水的地区获得宝贵水资源，这是科学家从纳米布沙漠甲虫身上获得的灵感。

为了在干旱环境下生存，纳米布沙漠甲虫的硬化翼进化出了具有水吸收和水排斥功能的分子模式。它们在清晨迎风而立，从晨雾中收集水分子，并在体内形成水滴直接滴落口中。

研究者受此启发设计了一上一下两层聚合物，上层具有吸水性，下层具有排水性。之后将聚合物层应用于1 厘米厚的由纳米碳管组成的碳块“森林”上。实验表明，上层聚合物层无须任何外部能量就能自主吸收水分，该小组将这一结果发表在近日的《应用材料与界面》上。当被吸收进碳块“森林”后，水分储存在底层的排水性聚合物层中。尽管其中一部分水分可能随着时间的流逝蒸发掉，但碳块“森林”就像一块海绵，能不断将吸收进去的水分挤出来。

该小组还发现，“森林”能够收集到多少水分取决于空气的湿度。在干旱条件下，表层面积为0.25 平方厘米的“森林”在11 小时内吸收的水分超过了自身总重量的25%。而在湿润条件下，“森林”能在13 小时内吸收相当于自身总重量80%的水分。

研究者指出，新概念有潜力变成现实，届时一套高效的水获取设备将会出现，而那些没有充足降水的地区将尤其需要这种设备支撑当地的人口生存。不过，当前该设备的制造成本高昂，无法大规模生产，仍须进一步研究来增强其经济性。美国得克萨斯州休斯顿市莱斯大学材料科学家兼论文作者Robert Vajtai 说：“瓶颈在于如何制造出既实惠又好用的碳纳米管‘森林’，不过这将不会是一项非常困难的挑战。” （段歆涔）