宁波材料所陈涛研究员团队 Matter综述：吸湿性聚合物凝胶 - 向大气“索取”淡水和能源

全球人口爆炸式的增长使得人们对于淡水和能源产生了巨大的需求。尽管近年来在发展水-能获取的新技术方面取得了长足进步，但实现淡水和能源的可持续供给仍然存在重大挑战。这要求我们必须继续探索新的资源或技术，以丰富现有淡水和能源的来源和生产方式。由于全球水文循环，大气中蕴藏着约12900km³的湿气资源可以被用于制备淡水或进行能量管理，但却常常被忽视。因此，合理利用这一巨大的湿气资源，可为目前全球淡水和能源危机的缓解提供一种新的替代方案。大气湿气开发（atmospheric moisture exploiting，AME）技术可自发汲取空气中的湿气，进而通过水的利用实现淡水制备及能量管理等应用，因此被认为是一种具有前景的实现淡水和能源可持续的解决策略。在这方面，设计并开发新型功能性吸湿材料是实现AME技术迭代的关键核心之一。由于其高度可调的结构和性质，独特的多孔结构和溶胀特性，以及易与功能材料有效集成等特点，以三维交联聚合物网络为特征的吸湿性聚合物凝胶（hygroscopic polymeric gels，HPGs）已逐渐成为一种理想的AME平台材料，可将大气中的湿气资源有效地转换为淡水和能源资源，展示出巨大的应用前景和研究价值。