吸湿性两性离子织物(HZFs)：突破大气集水技术瓶颈的柔性可持续解决方案

研究人员通过表面引发原子转移自由基聚合技术，将无交联两性离子聚合物刷接枝到棉织物上，开发出新型吸湿性两性离子织物(HZFs)。该材料兼具机械柔性、优异吸湿性能(日产量达4.2 LH2O·m?2HZF)和抗盐析效应，为不同气候条件下的大气水收集(AWH)提供了可持续解决方案。

　　

在应对全球水资源短缺的挑战中，吸湿性聚合物凝胶(hygroscopic polymer gels)虽展现出作为大气水收集(atmospheric water harvesting, AWH)吸附剂的潜力，但其高度交联网络导致的机械性能缺陷和缓慢吸附动力学制约了实际应用。这项研究创新性地开发出吸湿性两性离子织物(hygroscopic zwitterionic fabrics, HZFs)，通过表面引发原子转移自由基聚合(surface-initiated atom transfer radical polymerization)技术，将无交联的两性离子聚合物刷(zwitterionic polymer brushes)接枝到棉织物上，再通过静电相互作用负载氯化锂(LiCl)。

所得HZFs材料展现出三重优势：卓越的机械柔性、良好的规模化制备潜力，以及在宽相对湿度(relative humidity, RH)范围内优异的吸湿性能。特别值得注意的是，该材料有效缓解了传统吸湿材料的盐析效应(salting-out effect)。基于这些特性，研究者设计出创新型AWH装置——单层HZF用于大气水吸附，多层堆叠构型实现高效水脱附。户外实测数据显示，该装置每日水产量可达4.2升/平方米(33.8–17.3°C, 15.2–60.0% RH)，展现出应对不同气候条件的强大适应性。这项研究为开发高性能AWH吸附剂提供了新的工程学思路，推动可持续水收集技术向实际应用迈出关键一步。