用于水收集的3D打印纤维素纳米纤维气凝胶！

淡水短缺是世界许多地区都面临的问题，而且由于人口增长和气候变化而变得更加严重。获取淡水的一种可持续方法是利用太阳能进行基于吸附的大气集水。在这种方法中，吸湿性吸附剂被用来捕获水分，即使是在极度干燥的环境中，捕获的水也能在阳光下释放出来。含有吸湿盐（如氯化锂）的材料可以提供较高的吸水率，但会出现结块和盐泄漏的问题，从而降低性能。

鉴于此，近期由中国哈尔滨东北林业大学的陈文帅（Wenshuai Chen）、加拿大温哥华英属哥伦比亚大学的陈刚、姜峰及其同事开发了一种由纤维素纳米纤维（CNFs）、碳纳米管（CNTs）和氯化锂制成的三维打印、分层结构气凝胶支架，用于集水。多孔结构可以限制氯化锂，同时为吸水提供更大的活性面积。

研究小组通过2,2,6,6-四甲基哌啶-1-羰基（TEMPO）介导的氧化作用，从北方漂白软木牛皮浆中提取出 CNFs，并用这些纳米纤维制备出用于 3D 打印的高粘度墨水。然后将打印出的多孔结构浸泡在氯化锂溶液中并冷冻干燥，以获得轻质支架。为了在阳光下促进水分蒸发，在支架上涂上一层黑色的 CNF/CNT 薄膜，作为太阳能吸收剂。研究小组发现，与传统冻干气凝胶相比，3D 打印支架的吸水率高出 1.6 倍，释水率高出 2.4 倍。因此，打印出的多孔支架可用于从大气中收集水。

参考文献

3D Printed Cellulose Nanofiber Aerogel Scaffold with Hierarchical Porous Structures for Fast Solar‐driven Atmospheric Water Harvesting,

Penghui Zhu, Zhengyang Yu, Hao Sun, Dingyuan Zheng, Yi Zheng, Yangyang Qian, Yuan Wei, Jongho Lee, Simcha Srebnik, Wenshuai Chen, Gang Chen, Feng Jiang,

Adv. Mater. 2023. https://doi.org/10.1002/adma.202306653

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