水资源短缺已经成为现代人类面临的最具挑战性的困难之一，据世界气象组织发布的最新报告，在过去的20年，地球的地下水水面以每年1厘米的速度下降，如果一直持续下去，预计到2050年，全球缺水的人数预计将达到50亿，这将对全球水安全造成重大影响，因此，针对这一严重问题，人们采取了一些有效的方法最大限度地利用地球上的淡水资源，例如海水淡化、污水处理、大气集水等。相关研究表明，大气水含量非常丰富，约占世界湖水的10%。因此，大气水收集技术受到研究人员的广泛关注，成为捕获淡水的有效方法之一。

  近日，天津工业大学纺织科学与工程学院张松楠副研究员，以开孔的聚丙烯酸钠水凝胶（PAAS）为壳层，以温敏性的大孔径聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶（PNIPAAm）为核层，以聚多巴胺纳米粒子（PDA）为光热转化材料，开发了一种兼具高效吸湿性能及快速释水性能的光响应核壳PAAS-PNIPAAm水凝胶，有效地提高了水凝胶的大气水收集性能。该研究成果以“Sustainable hierarchical-pored PAAS-PNIPAAm hydrogel with core-shell structure tailored for highly efficient atmospheric water harvesting” 为题发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上（见文后原文链接）。

图1. a) 核壳水凝胶的制备流程。b-f) 核壳水凝胶的SEM图: b) PAAS水凝胶；c) PNIPAAm水凝胶；d) 核层和壳层之间连接处；e) 水凝胶表面粗糙度图像，R_a: 11.19 μm；f) 聚多巴胺颗粒。g) 水凝胶的EDS能谱图。

图2. a) 水凝胶的吸收光谱。b) 湿态水凝胶在1个太阳光强度照射下的温度变化图。c) 不同PDA 浓度处理的水凝胶的表面温度的变化图。d) 干态水凝胶在1个太阳光强度照射下的温度变化图。e) 水凝胶在1个阳光下的红外热成像图。f) 水凝胶在不同光强下的温度变化曲线。

图4. a) 水蒸发测试装置。b) 水收集器内壁上水滴形成的照片。c)不同核壳比例的水凝胶在1个太阳照射下的释水性能。d) 水凝胶在不同光照强度下的释水性能。e) 聚多巴胺改性前后水凝胶的释水性能。

  原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c19840

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