Nature Water | 大气集水：将空气中的水分捕捉-化为水
大气集水可以替代传统水源，特别是在受干旱和水压力影响的地区。
从大气中收集水的想法出现在几个世纪前的记述和传说中，当时人类开始试图通过使用石头或池塘来人工收集露水作为淡水来源。然而，直到二十世纪，这种冷凝器的建造才得到证实。近年来，由于必要性（考虑到缺水问题）以及我们在材料科学方面的知识现在允许有前景的技术，现代大气集水（AWH）技术的发展再次引起了人们的兴趣。
据估计，地球大气层中的水含量是所有领土河流的六倍。然而，尽管全球范围内潜在的可提取淡水具有巨大价值，但AWH系统的分配仍然是一个重大挑战，因为目前很少有系统在商业上运行。大多数市售的大气水采集器都是基于用于收集露水的主动冷凝器，这需要额外的能量输入。能源效率低和水生产率低是该过程中涉及的两个主要问题。
AWH利用各种方法从大气中提取水，如收集雾、结露和基于吸附的方法。虽然捕雾和除雾受到气候和地理的限制，但吸附通过利用可再生能源提供了更广泛的适用性和成本效益潜力。
《自然-水》包括三篇探讨AWH领域进展的文章。这项技术尤其适用于干旱地区和偏远社区等传统水利基础设施匮乏或根本不存在的地方。在他们的文章中，Woochul Song和合著者扩展了他们之前的工作，设计了一种基于金属-有机框架的无源AWH设备，用于世界上最干旱的地区之一，除了自然阳光之外，没有任何电力或能量输入。它们表明，受干旱威胁的社区可能会从开发易于部署、用户友好、成本效益高、适应性强的AWH设备中受益匪浅。
利用水的独特结构和特性有利于从能源的角度解释水的运动，从而设计出更好的AWH技术。李仁元和王鹏的综述采用了一种独特的基于化学势的方法，并批判性地分析和综合了现有的基于吸附的AWH的文献。就吸附材料的发展而言，许多灵感来自大自然。Yi Wang和合著者在他们的综述中揭示了受生物启发的表面设计原则，以控制不同集水系统中水捕获/输送过程中的表面特性，从而实现增强吸水性能的定制特性。
AWH是否会在提供淡水方面发挥重要作用仍有待讨论，这将取决于技术发展和经济考虑。我们应该记住，这项技术提供了一些独特的优势。它可以在任何地方使用，并且可以很容易地与可再生能源合作，以满足当地需求。例如，AWH在确保安全饮用水供应成为首要任务7的灾后时期表现出了巨大的实施前景。事实上，商业化AWH设备的模拟大多在遭受干旱、灾难、污染等影响的地区实施。
与其他自首次应用以来已经进行了重大优化的清洁水技术不同，现代AWH技术的发展近年来才取得重大进展。AWH的潜力仍有待充分发掘和实现。
（论文详情 请点击阅读原文）
