被称为“太阳能蒸馏器”的罐式设备能够利用太阳光蒸发脏水或咸水，并将蒸汽凝结成安全的饮用水。但是大而昂贵的蒸馏器只能为一个小家庭提供足够的水
。如今
，研究人员已经开发出一种新材料，可以加速蒸发过程，使小型太阳能蒸馏器能够提供一个家庭所需的全部饮用水
。如果这项技术被证明足够便宜，它将可以为数百万贫困人口提供清洁的饮用水。

联合国儿童基金会的数据显示，目前全球有7.83亿人
，即接近1/10的人口无法获得这种服务
。这些人每天花费共计两亿小时从遥远的水源取水
。尽管目前已有净化污水和淡化海水的技术，但这些技术通常需要昂贵的基础设施和大量能源，而这让许多社区无法承受。

近来，研究人员一直致力于将太阳能蒸馏器升级为一种廉价、低技术含量的替代品
。传统的蒸馏器不过是一个装满水的黑底容器，顶部是透明的玻璃或塑料盖。黑色的底部吸收阳光，加热水，使其蒸发，并留下污染物

。然后水蒸气凝结在透明的覆盖物上，最终慢慢进入一个收集器。

但是，由于太阳光必须在蒸发开始前加热全部体积的水，导致水的输出量很低

。商业上可用的版本每平方米的覆盖面积每小时产生约0.3升水(L/h/m2)。一个人每天需要大约3升的饮用水
。为一个小家庭提供足够的饮用水大约需要5平方米左右的面积。理论上，在这种装置的最佳运行状态下
，只能产生1.6 L/h/m2。

美国得克萨斯大学奥斯汀分校材料科学家Guihua Yu和他的同事最近报告了一种绕过这一极限的新方法。它包括水凝胶，以及形成一个三维多孔吸水网络的聚合物混合物。

Yu和同事用两种聚合物—— 一种叫做聚乙烯醇(PVA)的水结合聚合物，另一种叫做聚吡咯(PPy)的光吸收剂——制成了一种凝胶状海绵，然后把它们放在一个太阳能蒸馏器的水面上

。

在凝胶内部，一层水分子与PVA紧密结合，每一层水分子都形成多个化学键
，称为氢键。但由于它们的大部分键合能力都与PVA有关，结合水分子只能松散地与附近的其他水分子结合

，最终形成了Yu所说的“中间水”
。

由于中间水分子与相邻水分子之间的化学键更少
，所以它们比普通水更容易蒸发
。在这种情况下，它们会立即被蒸馏器中的其他水分子所取代
。

使用这种技术

，Yu的太阳能蒸馏器能够产生3.2 L/h/m2的水，这是理论极限值的两倍。Yu的团队去年曾在《自然—纳米技术》杂志上报告了这一研究成果
。

如今
，Yu和他的同事已经研制了一种更好的水凝胶。这种水凝胶与第三种聚合物壳聚糖混合，后者能够强烈吸收水。在混合物中加入壳聚糖可以形成一种凝胶
，能够容纳更多的水
，从而增加了中间水的数量。

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