这种“水海绵”被命名为CPPY@LiCl，主要由环保成分制成，包括壳聚糖（从贝类废物中提取）、γ-聚谷氨酸（一种生物聚合物）和聚乙烯吡咯烷酮。

上海的科学家们开发出了一种独特的材料，它结合了氢和海绵的最佳特性。这种独特的“水海绵”可以以比现有方法更节能的方式从空气中提取水分。

虽然水凝胶以其吸收和容纳大量水的能力而闻名，但它们通常将水保持得过于坚硬。这意味着需要大量的能量（通常是热量）才能把水放出来。

另一方面，海绵有一个轻的多孔结构，这使得它更容易释放水分。然而，它往往干得太快，因为水很容易穿过它。

这种水海绵像水凝胶一样柔软，吸收性强，并且具有类似海绵的通风结构，可以更容易地使用温和的热量（如阳光）释放水分。它提供了两全其美 —— 高吸水性和低能耗。

创造完美的海绵

这种水海绵主要由环保成分制成，包括壳聚糖（从贝类废物中提取）、γ-聚谷氨酸（一种生物聚合物）和聚乙烯吡咯烷酮。为了帮助这种材料吸收阳光并有效地将其转化为热量，研究人员还添加了一种名为聚吡咯的化合物。

接下来，他们采用了基于物理和化学泡沫的混合方法来设计材料，使70%的海绵是由相互连接的通道组成的空白空间。这种多孔的设计使得水蒸气很容易通过它并粘在它的表面。为了进一步提高它的性能，研究人员添加了氯化锂 —— 一种天生擅长从空气中吸收水分的盐。

所有这些成分导致了CPPY@LiCl的形成，这是一种能够在不使用任何外部电源的情况下捕获和释放水的海绵。

这种材料的独特之处在于它储存水分的方式。研究人员发现，其中的水以三种形式出现：紧密附着在材料上、松散附着在材料上和自由地通过孔隙。CPPY@LiCl含有大量松散和自由流动的水，与水紧密结合的材料相比，这些水可以用更少的能量去除。

例如，从CPPY@LiCl蒸发水所需的能量比普通水低40%左右。此外，传统的集水材料通常在80°C（176°F）时释放水，而水海绵在50°C（122°F）时就开始流出水，这意味着来自阳光的热量足以使其工作。

测试保水能力

研究小组在不同的湿度条件下进行了实验，以检查CPPY@LiCl的吸水率。科学家们发现，在湿度为30%时，每克材料可吸收1.64克水，在湿度为60%时可吸收2.65克水，在湿度为80%时可吸收4.21克水。

接下来，他们在室外环境中进行了测试，在此期间，材料被放置过夜，然后在白天从中收集水。在测试结束时，这种材料每平方米收集了6.29升水。此外，即使暴露在强烈的紫外线下，它也能保持90%的捕水能力。

最后，他们检查了这水是否干净，是否可以饮用。根据世界卫生组织（WHO）制定的水安全准则，收集的水对人类消费是安全的。这些结果突出了CPPY@LiCl在解决世界许多地区与水资源短缺有关的挑战方面的巨大潜力。

这种材料大部分是可生物降解的，产量很高，而且只需要阳光，这使得它成为农村和偏远地区人们无法获得清洁饮用水的理想解决方案。然而，为了提高其性能并降低其成本，还需要进一步的研究。

这项研究发表在《高级功能材料》杂志上。

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