从问题描述来看,题主需要的是一种能够从空气中将水凝结的材料。
这类材料在自然界中非常普遍,很多沙漠中的植物和动物都有收集水蒸气的能力,看一下这个链接:沙漠甲虫集水的启示;
从原理上分析,首先集水的环境必须湿度达到一定值,水蒸气具有形成水的动力,化学语言就是吉布斯自由能是降低的才行,否则太干燥的环境即使收集到了水蒸气,使其凝结成水,也会很快挥发,看那些能够收集水的甲虫,也必须是有雾气时才能做到。这是热力学因素,不满足这一条,用什么材料都白搭;
具体用什么材料那就是动力学的问题了,相当于设计一种催化剂;实际上实现上述这种要求与材料本身的结构关系并不是特别大,当然肯定存在关系,那就是材料要有一定的疏水性,否则亲水得跟棉花一样,湿度大时吸饱了水就释放不出来了;其次要有足够的比表面积,这样可以接触足够的水蒸气,因为热力学上水蒸气不稳定,那么遇到固体时就会很容易凝结,就像下雾时我们的头发一样,比表面积越大,就越容易使水凝结。所以,基本上就是这样咯。
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发彩蛋了。
材料本身的吸水性能一般可以分为化学干燥和物理干燥两种,化学干燥容量小,但干燥能力强,像P2O5就是最强的干燥剂,甚至可以脱除结晶水;物理干燥则类似于分子筛,利用空腔来吸附,因此能否吸附取决于空腔的平均半径,吸附能力则与比表面积正相关。高分子超吸水材料则是一种高级的物理吸附,通常是通过高浓度的亲水基团来实现,这其实是利用了化学性质,但并未发生化学反应,最著名的莫过于聚乙烯醇了。比如尿不湿其实就是题主提到的,可以吸水,本身还能保持干燥,其主要成分就是聚乙烯醇。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:松鼠会老孙
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