3D打印TPMS多级孔水凝胶用于高效空气取水
大气水收集（AWH）正逐渐成为一种可持续的淡水生产策略。然而，由于吸附动力学缓慢，尤其是在厚吸湿性水凝胶的情况下，实现快速大气水收集仍然面临挑战。
香港城市大学吕坚院士/华南理工大学綦戎辉教授合作，利用3D打印技术，制备了一种基于极小曲面（TPMS）结构的缠结水凝胶网（TSEHs），其具有分级多孔结构，有利于提高传质系数并形成显著的空气-吸湿位点界面。这种基于TPMS的分级结构赋予了TSEHs快速的吸附-解吸动力学。
因此，与传统的致密水凝胶（CDHs）相比，TSEHs的吸附时间显著缩短了385%。当TSEHs的厚度从2毫米增加到12毫米时，平衡吸附时间仅略有下降，而CDHs的平衡吸附时间则呈指数级增长。同时，还开发了一种基于 TSEH 的连续太阳能驱动制水原型，在 1 个太阳光照强度下实现了 4.89 kg m⁻² 的高集水率，展现了其巨大的应用潜力。
论文链接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202515166
香港城市大学毛正义、于翰洋、于桢为本文共同第一作者，其他作者还包括唐志贤、李堃玮、Amr Osman、沈君达、张磊、汤思晗、段晓光。
图文解析
图1. “孔工程”以增强AWH性能。 (a) 海星的光学图像。 (b) 胞状聚集体的放大图像。所选胞状区域在(a)中标记。 (c-d) 胞状及海星骨骼的扫描电镜图像。 (e) TSEHs的示意图。 CDHs和TSEHs的吸附时间(f)和水释放性能（在1个阳光下，30分钟）(g)的比较。 (h) CDHs和TSEHs的水吸收时间的厚度相关性。该孔工程水凝胶显著提高了空气取水表现，具有在催化、力学等方面应用拓展潜能。
图2.TSEHs的制备与表征。同常规水凝胶孔结构相比，TSEHs表现出明显的多级孔结构，显著增加了空气-吸湿位点的表面积并降低蒸汽在凝胶内部的传质阻力，提高了AWH的表现。
图3. AWH性能测试。TSEHs表现出显著增强的空气取水效率和传质能力，并在多次循环测试中表现出良好的稳定性。
图4. 厚度与AWH性能关系。增加厚度使常规水凝胶吸附饱和时间指数增加，但由于孔工程设计，厚度对TSEHs水凝胶吸附饱和时间影响较小。同时该工作还制备了超厚水凝胶吸湿结构（50 mm）同样表现出了优异的空气取水性能
图5. 脱附性能与空气取水器件设计。“孔工程“同样赋予TSEHs水凝胶优异的脱附性能，远远快于常规孔结构水凝胶。同时设计了周期性旋转的空气取水器件，实现了在一个太阳光下的高效产水。
本工作获得香港研究资助局（RGC）策略专题研究（STG）（STG2/P-705/24-R）、香港创新科技署（ITS/199/23）、广东省科技合作（2023B1212120008）和国家贵金属中心香港分中心等基金的支持。
(责任编辑：admin)
西工大/RMIT l 通过高氧合
三维半导体器件制造新路径
IREC启动预工业规模的3D打
肯尼索州立大学利用先进模
德克萨斯大学开发3D打印芯
突破性生物3D打印
迪拜LEAP 71公司
3D生物打印构建内
《Small Science
南洋理工-剑桥大
清华大学：抗拉强
