研究前沿:Nature Chemistry-汲水
长期以来,天然基质的化学和形态特征,为人工材料工程提供了灵感,这些天然基质,可以在其表面上推动和传输流体,而人工材料,可以从空湿气中获取和收集水。
近日,阿联酋 纽约大学阿布扎比分校(New York University Abu Dhabi)Patrick Commins,Panče Naumov等,在Nature Chemistry上发文,报道了在缓慢升华的六氯苯晶体表面上,平行微通道的逐渐加宽,可以促进凝结空气水的自主和双向转换。
在晶体表面拓扑结构变化和水与气相交换的驱动下,凝结水滴在晶体上迁移。这些液滴,还可传输银颗粒和其他可吸入颗粒物,例如灰尘。粒子的速度取决于晶体的升华速率和其环境的相对湿度。这个升华动力水流的例子表明,可以利用伴随晶体相变的拓扑表面变化,实现在表面上传输液体和固体物质。
图1:在自然生长的六氯苯hexachlorobenzene,HCB晶体(001)晶面上,银微米粒子silver microparticles,AgMPs的拓扑结构和传输。
图2:在21°C和55%相对湿度时,六氯苯HCB晶体随时间变化的表面拓扑动力学。
图3:改变粒子速度的方法。
图4:提出了六氯苯HCB晶体表面的颗粒运动机制,并与其他被动水传输机制进行了比较。