水是生命之源，尋找新的水資源將成為嚴峻的現(xiàn)實問題。科學研究揭示，全球大氣中含有約12.9萬立方千米的水，相當于世界上所有江河水量的6倍多。大氣中，約有98%的水分始終保持蒸氣狀態(tài)，其余2%會作為雨或雪在地面和空中往復。大自然通過蒸發(fā)和凝聚循環(huán)，保持了這個比例相對穩(wěn)定?？梢姡諝庵刑N藏著巨大的淡水資源，只要有空氣的地方，就有水源。如果能從空氣這個取之不盡、用之不竭的天然水“水庫”中取得源源不斷的水，將打破地域的局限性，帶來取水方式的巨大變革。
對沿海內(nèi)陸地區(qū)來說，從空氣中取水是錦上添花;對干旱沙漠地區(qū)來說，更是雪中送炭。從空氣中制取水，就地取材是其最大優(yōu)勢，幾乎全球所有的地方都可以利用空氣中的水分。即使在最干旱的環(huán)境中，在不影響當?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境的前提下，也能從空氣中制取足夠的水。比如撒哈拉沙漠地區(qū)，在正常氣壓下，那里每立方米的空氣中含有8克水，這相當于在一個普通房間大小的空間內(nèi)約有1斤水。而且，這種水資源取之不盡，完全能滿足人們對飲用水的需求。
要從空氣中擰出水來，科學家想出了不少方法。比如，仿生法取水。這種方法主要是模仿沙漠中仙人掌和豬籠草等生物的生存絕技，模擬其獨特的生理結(jié)構(gòu)，從干旱的空氣中收集水分。仙人掌內(nèi)部復雜的網(wǎng)絡(luò)輸水效率高，豬籠草體內(nèi)涂滿黏液的光滑表面可以減少水滴在運輸過程中的損耗。通過理論模型優(yōu)化，將仙人掌刺的不對稱、豬籠草幾乎無摩擦涂層等特點結(jié)合起來，可以設(shè)計出效果不錯的仿生材料，并通過3D打印技術(shù)進行生產(chǎn)。這種方法面臨的主要挑戰(zhàn)是，如何控制水滴大小、形成速度及其流向。為有效提高仿生材料富集水的效率，可以在材料粗糙的表面涂上一層潤滑劑，讓仿生材料表面的摩擦力近乎為零，有利于讓水滴在材料中有方向地流動，從而加速空氣中水汽的凝結(jié)速度。
機電法收集空氣中的水分已算不上是新發(fā)明，商用和家用空氣制水機已經(jīng)存在。空氣制水機原理類似于抽濕機，吸入的是潮濕空氣，排出的是干凈的水。普通的電壓縮——擴張制冷機工作原理模擬大自然的降雨現(xiàn)象，利用電制冷技術(shù)將空氣冷卻，水汽冷凝并集聚成水，再對收集起來的水利用逆滲透凈水技術(shù)，通過多層級過濾、殺菌消毒生產(chǎn)出潔凈的飲用水。因此，要從空氣中提取水，必須先收集空氣，這一過程實際上就是對水進行富集。空氣制水機的制水能力主要取決于空氣環(huán)境濕度的大小，濕度越大，制水越容易。
空氣制水看似簡單，實則技術(shù)要求特別高?，F(xiàn)有空氣制水的機器具有很大的局限性：能耗太高，成本太大。而改進型空氣制水機是先將水汽與空氣分離，再讓水汽進入冷凝器。這類制水機的核心部分是一個水分吸收系統(tǒng)，利用干燥劑先將水汽與空氣分離，干燥劑吸收的水汽可以利用低品位熱能或太陽能將其釋放出來，然后由普通的制冷系統(tǒng)將其冷凝成水。這種類型的制水機比普通制水機可節(jié)能約65%。
從空氣中取水不僅能為干旱缺水地區(qū)的人們帶來福音，還可應(yīng)用于軍事后勤保障、醫(yī)療衛(wèi)生等。目前，影響空氣制水技術(shù)進入市場的最大問題是成本：空氣制出每1立方米水，約花費67元，而海水淡化每1立方米水，成本約為5元，差距很明顯。隨著技術(shù)的進步，如果空氣制水成本能降低到比淡化海水或處理污水低，那么，這種方法將會具有廣闊前景。
總之，從空氣中制取水實用性強、前景廣闊，關(guān)鍵要加快技術(shù)創(chuàng)新，找到更廉價、更高效的吸濕或仿生材料。
(本文來源：經(jīng)濟日報 作者：陳慶修)
