从尚未开发的雾中收集水是解决淡水短缺的一种潜在和可持续解决方案。然而，目前高效集雾器的设计仍然是一项关键而具有挑战性的任务。

近日，东华大学丁彬教授，王先锋研究员借鉴Namib沙漠甲虫、蜂巢和水罐植物的独特微结构和功能，报道了提出了一种具有亲水性纳米纤维凸块和疏水光滑衬底的多生物仿生图案化集雾器，用于自发和高效的集雾。

文章要点

1）合成主要包括三个过程：静电纺丝、交联和静电纺丝−涂层。首先，通过在铜网上直接电纺聚乙烯醇（PVA）形成蜂窝状蜂窝网格结构的凸起表面，命名为电纺PVA纳米纤维凸起表面的铜网（CM@PVA NBS）。然后，将PVA-NBS与戊二醛（GA）进行交联，制得不溶于水的PVA-NBS，并将交联后的样品标记为PVA-C-NBS。PVA-C-NBS包裹的铜网（CM@PVA-C-NBS）称为亲水性纳米纤维−铜网（HINCM）。随后，聚(偏二氟乙烯)纳米纤维膜（PVDF-NFM）被电纺在HINCM的背面，然后用聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂覆以生成覆盖有疏水且光滑的PVDF@PDMS NFM的HINCM，其也被表示为亲水-疏水纳米纤维-铜网（HHNCM）。另外，还将PVDF@PDMS NFM包覆在铜网上，称为疏水纳米纤维−铜网（HONCM）。亲水性凹凸表面与蜂窝网络和疏水光滑衬底的成功结合，实现了仿生图案化纳米纤维高效集雾器的构建。

2）亲水性纳米纤维凸起显示出由电纺纳米纤维自组装而成的蜂窝状网格结构。值得注意的是，图案化纳米纤维集雾器表现出1111 mg cm^-2 h^-1的出色集水效率。研究发现，亲水性纳米纤维凸起增加了有效集雾面积，疏水光滑的衬底促进了收集水沿所需方向的快速传输，减少了二次蒸发，最终实现了微小水滴的快速定向传输和高效集水。

这项工作为高效地收集水开辟了一条新的途径，并为多生物启发协同优化策略的研究提供了线索。

参考文献

Yufei Zhang, et al, Multi-bioinspired and Multistructural Integrated Patterned Nanofibrous Surface for Spontaneous and Efficient Fog Collection, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c02788

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02788