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沙漠甲虫Stenocara与空气取水

03/22

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张欣茹 , 沙漠甲虫S ncr 与空气粤  等: t oaa e

沙漠 甲虫 S e o aa与空气 取 水  tn c r

De etBe tea d W ae   xrcin fo Ai  sr   el  n   trE t t  rm  r a o

张欣茹/H G  i r 姜泽毅/I G  e y , Z AN Xn u。 - JAN Z - i张欣 欣亿H G Xi- l 柳翠  ̄ /I  ic i AN   n x n, . U Cu- u 。 L -  

杨怡菲/AN Y G  北京科技 大学机械 工程 学 院 , 北京  1o8  O0 3

D pr e to M cai l ner g U i r t o Si c ea m n f ehnc   gei , nv s y f c ne&T cnl y e i ,e ig10 8 ,hn  t .   aE n e i    e eh o g  in B in 0 0 3 C ia o B jg j

f 擒l】 空气取水是解决淡水匮乏的有效方法之一,但较低取水率限制了其广泛应用。结合英国生物学家 A de nrw发现的沙滇甲虫  

Se oaa利用其特 殊背部表面从 空气 中获取饮用水 的现 象 。 tn c r 通过分析现有 空气取水技 术 , 出了制作 Se o aa甲虫背部仿 生表面  指 tn c r 以应用在空气取水中。 有可 能在提高空气取水的取水率方面提供新的思路 。 这也有望成为今后大型化、 人工空气取水的基础 。  

【 关■词】 空气取水。 t o a Se c r n a甲虫, 仿生。 表面特性, 冷凝  【 文t标识码】 A  

【 中圈分类号】 T 14 K2  【 文章奠号】 10 - 8 72 0 )2 0 1- 4 00 7 5 (0 60 - 08 0 

A g a  ̄Se o aab e e n teN m b D sr c l c dikn   a r rm tear n te   a k . t   xr t n f m a ( A)   n b c  ̄ tn c r  er si    a i  eet o et rn i w t   o     i o  h i b c s Wa re t ci  r   i WE i a   i h   l   g ef h   r e a o o r s

efcie slt n frwae h r g .b tte lw wae  olc o  ae i   e tcin t t  d   p l ain f t  oui  o  trs ot e u h  o   trc l f n rt Sa rsr t  O i wie a pi t .Bae   n te a ayi  fte e v o a ei i o s c o sd o  h   n lsso h   pee tWEA eh oo y hec n lso  

h ttea pia o   f h   e t    incs r c  o W E   y iee s h   ae olcin rt S rsn  tc n lg .t   o cu in ta h   p l t n o  eb el sbo i u a e t  A ma n rae tew trc l t  ae i ci t e f e o   da n i h   a e . hspo ie  e ie sfrteW EA tc n lg  n   g tb c me te b ssfrte lre sae at ca c e st  rw  n te p p r T i rvd sn w d a o h      e h oo y a d mih  e o  h   ai o h  ag - c l  ri ilsh me o i f

g te n   t r r m  e ar a r g wae   o t   i. h i f h  

Ke   od wae xrcinf m i, tn c r  et , inc s raec aa trs c c n e s t n yW rs: treta t  r ar Se o aab el bo i, u c h rce t , o d n ai   o o e f ii o

C C N mb rT l4 L   u e. K 2-

D c me t O B A o u n  d :   C

A U l I : 0 0 7 5 (0 60 ~ 0 8 0   ro   10 ~ 8 720 )2 0 1 —4 eD

水是生命 的源泉 , 是社会发展的血液, 是经济建设 的命脉 , 是  人类 不可替代的宝贵资源 。目前 , 全球范围内越来越严峻 的淡水  匮 乏 不仅 严 重 制 约 了社 会 和 经 济 的 发 展 ,而 且 也 对 人 类 的 生 存  提出了前所未有的挑 战【  。然而 , 自然界的多姿多彩与生物体的  独特魅力 , 却往往能给我们 带来柳暗花 明的感觉 , 并提供 出解决  问题 的办 法 。  

近 来 , 国生 物 学 家 A de 英 n rw发 现 : 纳米 比亚 沙 漠 中的小 甲虫  Se oaa 所 以能在 炎热 干旱 环境 中生 存下 来 的一个 关键 , 是它  t cr 之 n 就 具有一种能获取空气中水分的特殊背部表面∞。甲虫 Seoaa利  t cr n

用特殊背部表面 向空气要 水的方式 给我 们提供了一种淡水获取  的新思路 , 即高效空气取水 , 并可 由此解 决某些特殊情况下淡水 

获 取 困 难 的 问题 。  

收稿 日期 : o 5 1- 2 2 o — 2 0 

基金 项 目:国 家 自然 科 学基 金 项 目(0 0 0 ) 5 5 6 0  作者 简介 : 张欣茹 , ,b 海淀区学院路 3 女 j京 0号北京科技 大学机械 工程 学院热能工程 系, 士生。 硕 研究方向为现

代传热传质 、 空气取水 

技 术 ; — a : h n _ i r@1 3 o   E m i zag x _u 6 . m l n c

张欣欣 ( 通讯作者) 男 , , 北京科技 大学机械 工程学院热能工程 系, 教授 , 究方向为现代传热传质及热物性 测试; 研  

E mal x z a g — i x h n @meu t .d . n : . sbe uc  

『   o d SaeE crn s 2 0 (8: 3 - 3 . J S l — tt l t i , 0 44 ) 7 1 7 7 1 i  e o c   [9 P 2 j UCK R E  G, B L UT P C Z ANE L EL I , A Z L  J  M,e a.SI j  t   ,O J s muta es n  mirc vt s frL D p lain 『】 lly r i  a d co a i  o  E  a pi t s J.Opia i e c o t l c  Maeil, 0 11 )2 - 0 tr s 2 0 (  : 7 3 . a 7   f0  MAT UD   T NIHI R   K. K WAB  M, e a  Bl   31 S A , S HA A     A E   t I u e

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Saea dMa r lS i c . 0 37: 7 19 t  n   t is c ne 20 ()9 — o . t ea  e  

( 青任| 鼻 .

量永 明)  

1   V 1 4 o 0 2 0 (u   o 2 2 8 o 2 N .2 0 6 S m N . 1) .  

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ZHANG  n r e  I De etBe t   n   ae  xr cinfe   r Xi— u, t .: s r a   el a d W t rE ta t  r i Ai e o n  

1 向 空 气 墨 水 的 沙 灌 小 甲 虫 Stn c r  e o aa 纳米 比亚 沙 漠 是 地 球 上 极 度 炎 热 干 旱 的地 区之 一 ,那 里几  乎 四季无雨 , 但其昼 夜温差较 大 , 空气 相对湿度 变化也很大 , 且  每月大西洋 的海风也会 为此地 区带来湿气 ,生存其 中的 Seo  tn. c 可利用它特殊的背部表 面获取含湿空气中的水分 。 伽 如图 1 所  示 ,tncr 集水 时, Seoaa 头部朝着风向 , 背部 与地 平面大约成 4 5度  角 ,这 样 便 可 利 用 背 部 收 集 湿 空 气 中 的 水 蒸 汽 。 A de 对  nrw S  cr 把 Ⅱ0背部具体结构进 行了研究 ,并 对相应仿生表面 的集水  效 果进 行 了实 验 分析 , 到 了 一些 定 性 的有 益 结 论  。 得  

为 分 析 S ncr 部 结 构 和 集 水 效 果 问 的 关 系

, n rw进  t oaa背 e A de 行 了类 似 甲 虫集 水 过 程 的 集 水 实 验 , 性 分 析 了测 试 表 面 的不 同  定

表面特性对集水量的影响四   。 实 验中 , 制作 了一系列测试表 面 , 包括 : 完全疏水 的光滑  ① 表 面( 似聚 乙烯 材料 )② 完全 亲水 的光 滑表面 ( 似玻璃 表  类 ; 类 面 )⑧ 疏水基底上 整齐 排列 亲水 小突起的的表面 ; 疏 水基底  ; ④ 上无规则随机排 列亲水小突起 的表面。其 中表面③ 和④ 是在一  层薄的蜡质 表面上间隔嵌入 了许多 直径大约为 罂粟 种子大小的  玻 璃球 制 成 的。 在 同 样 的 环境 模 拟 系统 中 , 不 同 的测 试 表 面 进  对 行 了集水实验 , 并通过对凝集水的收集 、 称重 , 定性分析 了不同表  面特性 与集水量问的关 系。   实验表 明, 表面⑧ 和④均 比① 和②收集的水多。 因为, 表面④  上 的水 滴 较 小 , 易 被 风 带 走 , 者 在 表 面 上 弹 落 ; 在② 表 面 上  容 或 而 易形成水膜 , 且凝集水流路不可预测 , 也导致 了集水 困难 。  

1   tn c r 空气 要 水 的 启 示  . Se o aa向 3

图 1 Se o aa背 部 集水 图    tn c r

Fi.  W ae a t r f m  i b   tn c a g1 trc p ue r ar y se o ar  o  

生物体的独特能力给社会进步和人类 发展 作出了许多贡献 ,   诸 多高科技含量 的技术均 是从 自然 界 中的生物体借 鉴而来 的。   S   伽 向 空 气 要水 以 满 足 生 存 所 需 的 办 法  , 人 类 解 决 某  给 些 特 殊 情 况 下 的 淡 水 获 取 问 题 提 供 了 新 思 路 。 尽 管 A de n rw对  Seoaa仿 生 表 面 的 集水 效 果 仅 进 行 了定 性 研 究 ,然 而 这 种 特  t cr n

11Se o aa背部 的褒 面 特 性  . tn c r   A de nrw的研 究 结 果表 明 ,t o a Se cr n a背部 是 由一 层 疏 水性 基 底  和~些在其上间隔排布的亲水突起组成 , 具体结构如图 2 所示瑚  。

殊表面可使集水尽可 能多的结论却给我们带来了有益思考 , 即制  作 出甲虫背部 的仿生 表面 , 以实现一种高效 的空气取 水技术 , 用   满 足人类在不同情况下 的淡水需求 。   自 19 9 2年俞乔力提出空气取水方法以来I, 、 法 、 、   英 德、 美 中 

驱及南 美 洲地 区的许 多 国家 纷纷 开 始对 空气 取 水进 行 研究【 。但  l 】   是 空气取水面临的主饕 问题就是取水率较低 , 这在一定程度上 限  制 了它 的推 广 应 用 。 解 决 这 一 问 题 , 研 人 员 进行 了

不 同探 索 , 为 科   但针对材料表 面特性而进行 的提高取 水率 的工作 却未见报 道。  

图 2a是~成年 雌性 Seoaa甲虫 的背部 , 以看 到背部  ( ) tncr 可 有很多无规则排列 的突起 。突起 的直径 在 0   l 左右 , . Il 5 nl 各突起  间距 0 — . mm。图 2b是 其 中一 个 突起 的放 大 图 , 染 色 处 理  . 1  5 5 ( ) 经 后, 可知突起顶部光滑洁净 , 覆盖物 , 无 并具有亲水性质 , 而侧斜  面和底面基体则有一层疏水物覆盖。 2c 图 ( 是在 电子显微镜下观  ) 测 到 的疏 水 表 面 ,可 知 高度 疏 水 的 表 面 上 有 很 多 平 的 半 球 形 结  构, 它们呈规则的六边形排列 , 每个半球的直径是 1 ,   0p m。

因此, Seoaa的特殊背部表面和空气取水结合起来 , 将 t cr n 有可 能  给我们提供一种提高取水率 的新思路。  

2 空气 取 水  空气作为 自然界水循环过程中水蒸汽存在的一种介质 , 带  携 水蒸 汽完成循环 。采 取一定方法收集空 气中的水资源并 加以利  用, 即为 空 气 取 水 技 术 。根 据 采 用 方 法 不 同 , 气 取 水 技 术可 分  空 为传统方法和非传统方法 两类 , 如图 3所示 。   所谓传统方 法是指降雨时收集雨水 ,这主要依靠 大气降水 ,   即靠天取水旧, 本文不加叙述。   非传统 方法是指将湿空气 中以水蒸汽或微小水滴形 式存 在  的水资源转化为液态水的方法 , 主要有制 冷结 露法 、 吸附法及聚 

雾取水法 3 。 种  

传统方法 一 大气降水 

() a 

() b 

() C 

图 2 Se o aa背 部 结构 圈    tn c r

Fi 2 Th   fn C r  e t S b c   g.  e S8 D a ab el   a k e’

12仿 生 裹面 集 水 实验 分 析  .

A de n rw在观察 Seoaa背部凝水时发现 : t cr n 含湿空气掠过 甲   虫背部时 ,水滴 在亲水突起顶端形成 ,并不 断凝 聚空气中的水  分。 以至 迅速 长大 , 些撞 到 疏水 表 面 上 的 水 滴 也 会 弹 到 或 被 风  那 吹到亲水区域 , 加速水滴长大 , 当水滴长大至 5mm左右时 ,   就会  从背部脱落 。而水滴 从形 成到脱落 的过 程中 , 并不会被 风吹走。   这是 因为它的表面积远没有体积增长得快。 由此 , n r A d w利用欧  e 拉第 一定律的控制容积形式 ,简略导 出了临界风速与脱落直径 

的 关 系[l s: -   ̄

非传统方法 

制冷结露法 

吸 附法  

\ / i  

式 中 R是水滴半径 , g是重力加 速度 , .   是倾斜 角 

m; ms  ;

度, ; 度 P是 密 度 ,g     k. 。 m 第2 4卷

聚雾取 水法 

圈 3 空 气 取 水 类 型 示 意 囱 

Fi.  Th   p so  t rc pu e f m  i g3 et e  f y wae  a tr  r ar o  

20 0 6年 第 0 2期

( 总第 2 2期 ) 1   1   9

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张欣茹 , :沙漠 甲 虫 Se o aa与 空气取 水  等 tn cr

21制 冷 结 露 法  .

制冷结鳍 法是将湿空气 的温度降到露点 以下 , 使其 中的水蒸  汽结露, 从而获得液态水的方法 。   19 9 3年法国科学 家 YJn o[提 出了一 种利用 制冷结露 法  . nt  a “ 进 行 空气 取 水 的系 统 , 进 行 了实 验分 析 , 图 4所 示 。 系 统 利  并 如 此 用太阳能 吸附式热泵的蒸 发端对凝水表面进行冷却 , 使空气 中的  水蒸汽结露 , 水在重 力作用下落入下方集水盘 中 , 并汇集 至存水  器中贮存 。 但实验研究表 明, 由于系统 的能量转换环节较多 , 造成  可 用 能损 失 较 大 , 累积 取 水 率 较 低 。  

蒸 发 冷 凝 器 

剂 使 水 分脱 附 , 而 得 到 淡水 , 为 吸 附法 口。 从 即    吸附剂有固态和液态 2种。固态 多采用新型复合多孔介质 ,   液态为某些强 吸湿性的浓溶液 ,但 因大部分浓溶液对人体有危  害 , 以一般多采用固态吸附剂 。 所  

19 9 2年俞乔力等人提出了一种高效太阳能吸附式空气取水  方 案f , 进 行 了 后续 研究 。 图 6所 示 , 晚吸 附 剂 从 流 动 的低  】并 q 如 夜

温 空 气 中吸 附水 分 , 白天 吸 附剂 被 密 封 在 玻 璃 容 器 中 , 用 太 阳  利 光聚焦加热使其水分脱附 , 水蒸汽在容器 内表面凝结 、 汇集 , 实现  空 气 取 水l。 ”  J 关 于吸附法 , 国内外研究较多  。为提高该方法 的取水率 ,  

研究重点侧重于高效 吸附剂 的开发 , 中获得单位质量吸附剂最  其 大 循 环 出水 量是 关 键 问题 之 一 。  

圈 4 太 阳 能 吸 附式 热 泵 制 冷 结 露 法 空气 取 水 系统 

Fg4 ytm o sl -n ryas r i  u prr eai   i  S se  f o reeg d opo p m   fg rtn .   a tn ei o

d wa— ae   fr oe trfm i e flb sdwa   lco o ar l 日c l f  

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(1 b 

为 提 高 制 冷结 露 法 的 取 水 率 , 研人 员致 力 于对 系 统进 行 优  科

图 6 太 阳 能 吸 附 法 空 气取 水 器 取 水 系统 

化设计 , 并尝试采用不 同的制冷形式 。较有代

表性的是太阳能半  导体制冷结露法空气取水系统心, 图 5所示 。它采用太 阳能半  如 导体 制冷 对凝 水表面冷却 , 同时在系统中添加 回热器 , 使从凝 水  室 出去 的 温 度 较低 的空 气 和 进 入 取 水 器 的 空气 充 分 换 热 , 而使  从 湿空气在进入冷板 前得到预冷 , 同时也 回收 了冷量。此方 法减少  了能 量 转 换 环 节 , 回收 了凝 结 水 后 空 气 的 冷 量 , 水 率 有 一 定  并 取 提高 , 初步解决 了由于中间能量转换环节导致的低 取水率 问题 。  

F . S ̄ mosl-nr   sri —ae a roet  ma  i6 y e    a eeg a o tnbsd t  l of  i g  fo r y d po w ec l ro r c r

2 世 纪 9 年 代 , . u I A io  等 配 制 出 了 无 机 盐  0 0 E Y . . rtv s (a I SC2 aS 4 与直径 为 O2  ̄ . ml的粉末 状硅胶的  C C2 rI、 2O 等) 、 N . 05 i 5   l 复 合材 料 。实 验 表 明 , 吸 附剂 最 大取 水 率 可 达 5   该 0g水/0   吸  10g 附 剂 ,但这 种复合 吸附剂的吸附/ 吸的动力学特性分析是在闭  解 式 系统 、 只存在水蒸 汽的条件下得 出的。而实际应用 中吸附过程  是 在 开 式 系统 和 湿 空 气 中进 行 ,因 此会 影 响 吸 附 剂 的 吸 附/ 吸  解

性 能。  

针对吸附剂 的开发 , 国内学者进行 了诸多工作l 1 已研制出  l日 5, - 新 型复合吸 附剂 SO ・H2 y a 1 并模拟塔 克拉 玛干沙漠地 区 i2x 0・C C2 ,   的 气 候 条 件 ( 气 温度 2 空 5℃ 、 对 湿 度 4 %) 行 了等 温 、 压  相 0 进 等 的 吸 附 量 测 试 实 验 及解 吸速 度 实 验 。结 果 表 明 , 合 吸 附 剂 的 平  复

衡 吸 附 量 和 吸 附速 度 等 方面 明显 好 于 其 它 常用 吸 附剂 。  

另 外 , 国 已研 制 出 最 大 吸 附 水 能 力 达 15 我 7 %的 吸 附 剂旧 。 此  吸 附 剂 在 8 %脱 附 温 度 时, 脱 附 9 %以 上 的 总吸 附水 量 , 千 克  0 可 0 每

吸附剂可脱 附水量高达 1  g 是理想的空气取水器吸附材料。 .k , 6   目前 , 由德 国 渡莱 梅 化 学 工 程 研 究 所 采 用 吸 附 蒸 发 法 研 制 的  空气取水系统 , 已在约旦安装 , 且运 行 良好 , 济效益显著 , 经 并向  非洲和阿拉伯 沙漠地 区推广使用 。  

2 3聚 雾取 水 法  .

围 5 太 阳 能半 导 体 制 冷 结 露 法 空气 取 水 系统 

Fg  S s m { o re eg e i. yt os l- n r s m ̄ nutrdreai

  5 e a y dco  i r o r g tn

d wal ae  ae oetrrm i e flb sdw fr lc  o a   — cl of r 注: l风 机 ; 2板 式 曰 热 嚣 ; 熟 扇 ; 3散 4散 热 片 ; 隔热 层 ; 5 6热 电 堆 ;  

将 雾 中小 水 滴 分 离 出来 的取 水 方 法 , 作 聚 雾 取水 。 聚 雾取   称 水 一 般 采 用 巨 幅尼 龙 屏 障 , 附雾 中小 液 滴 , 使 之 聚 合 长 大 , 吸 并 这  样 大水 珠 就 会 沿 着 倾 斜 的 尼龙 线 流 到集 水 器 中 。  

聚雾取水 因成本低 、 效率高 , 在帐篷取水 、 建筑物取水等领域 

都 有 应 用 , 受 环 境 限制 , 但其 只适 宜 在 多 雾 且 缺水 的地 方 推广  ,   在 我 国这 种 方 法 并 不 多 见 。 在南 美 洲 西部 的智 利 , 其北 部地 区基 

7凝 水 室 ; 8集水 器 ; 9放 水 阀 门 ;O二 雏 自动 旋 转 台 : l  

】 】可折 叠 式 太 阳 能 电池 板 : 2冷 板  1

本终 年无雨 , 严重 干旱 , 但西 风或西南风常把 海上潮湿 的空气源 

源不 断地 送 到 这 里 , 到 山脉 阻 挡 后 易 形 成 云 和 雾 , 此 这 个 地  受 因 区 比较 早 就 采 用 了聚雾 取水 。通 常一 台聚 雾 集 水 器 , 每 日供 应  可 l 0   的水 给 7 0人 使 用  。 50 ol 0  

22吸 附 法  _

含 湿 空 气 流过 吸 附 剂 , 中 的水 蒸 汽 被 吸 附 , 后 加 热 吸 附  其 然

2   V 12  N   2 0 6( u   o 2 2  0 o. 4 o 0  2 0 S m N . 1 )

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ZHANG  n u,ta . Xi—r e  1 :De etBe t   n   ae   t cinfo Ai sr   el a d W trExr t  rm  r e a o  

24空 气 取水 的低 取 水 率 问题  . 空 气取 水 为 解 决 淡水 匮乏 问题 提 供 了新 思路 , 适用 于空 气  可 含湿量较高或相对湿度变化较大的地 区 , 如淡水 匮乏 的某些沿海 

D srJ. un lfne t hs l y 0 14 : 4 9 1 4 . ee []o ra o I c P yio . 0 , 7 1 2—  0 t J    s   og 2   4   [0 俞乔力. 1] 空气取水器 的可行性分 析报告[】 R. 第六届全 国热力分析会  

议 .1 92  9 .

地区、 海岛、 轮船、 经常停水 的高楼住户 、 干旱乃至沙漠地 区等。 但  较低 的取 水 率 , 其 推广 的一 个 瓶 颈 , 能 研 制 出 高效 率 、 是 如 高性 能 

的空 气 取 水 装置 , 用 前 景 将 会 更 加 广 阔 。 应  

[1 A N T Y Po u t n d a   a  o d

n ai   e lh mdt 1 ]J N O   .rd ci   e u p rc n e s t n d   u ii    o o   e

ao s h e t u   t mo p   r e q

1 93。 9 6:7 5-7 9. 0 0  

. e r  n r l d   h r q e d c mb e, R ve Ge e ae e T e miu   e e r    

现有制冷结露法空气取水系统的凝水表面一般为普通金属 ,   金属 的高表面能, 使冷凝水易形成水膜 , 造成传热恶化 , 因而凝水  率降低 。如采用具有低表面能的材料 , 虽会形成小水珠 , 并强化  传热 , 但却有 可能因水珠较小 , 而被 风吹走 , 这样 集水率也会 降  低 。而对聚雾取水方法来说 , 为了保证雾滴吸附及长 大过程的顺 

利进 行 , 需 选 择具 有 合 适 表 面 性 质 的 聚雾 材 料 。 也  

[] 1 叶继涛, 2 谢继涛。 陈儿同. 阳能半 导体 制冷结露法空气取水嚣 的研 太   究[ . 山科技大学学报 ,0 44 22 2 5 J 鞍 ] 2 0 ,:8 — 8 .   [】 1 俞乔力. 3 太阳能吸附式空气取水嚣 的技术方案及其理论和实验研究   [. J 太阳能学报,9 4 1 :3 — 4 . ] 19 ,5 3 5 3 0   [ ] U I , O A E     , O D E A LG,t 1 e   o o i  1 Y   A T K R V M M G R E V     e  . w c mp s e 4   aN t

s be t f  s ar—dienec n 0gy f r s  watr odu t   or n s or ol v t h 01  o fe h e pr ci on

近来 , 文献【9提出 : 2】 除湿器( 其原理类似 于空气取水) 凝水表  面的 表 面性 质 对 除 湿性 能 有 较 大 影 响 , 用 疏水 表 面上 排 布 一 些  采

亲 水 点 的凝 水 表 面 , 使 除 湿性 能 有 大 幅 度 提 高 。但 对 于 相 应 表  可

f m t  t o p ee ] o r n ry 19 ,6 15 18 r   eam s hr[ . l  eg , 9 96 ;6 — 6 . 0 h JS a E   [5 刘业凤, 1】 范宏 武, 王如竹. 新型复合吸附剂 SO -HO・C C  i2 2 y a I x 与常用   吸附剂空气取水性能的对比实验研究[ . 阳能学报 ,0 32 1 1  J 太 ] 2 0 ,:4 —

1   44

面改 性 的具 体 工 艺 及 进一 步 的实 验 验 证 却未 见 后 续 报 道嗍 。 由   此 引 申开来 , 我们 发 现 文 献[9提 出 的凝 水 表 面与 Seoaa背 部  2] tncr 表面具有很强 的相似性 。因此 可以尝试 以 Seoaa背部表面结  tncr 构为

基础, 制作 出相 应 仿 生表 面 , 为 制冷 结 露 法 中的凝 水表 面 , 作  

【6 季建 刚。 1】 黎立新 , 蒋维钢 高效太 阳能吸 附式空 气取 水器吸 附剂[ . J  】

化 学 工程 , 0 4 3 - . 2 0 . :6 8  『7   L R AL E L DION A. ay i o   an ae  olcin 1 1VI AR E     , X   An l s fa riw trc l t   L s  e o

s se y tm f r domesi wa e   uppl i Rigda se o  t c trs y n n n n,No ropi   rk ng,

或聚雾取水法中的聚雾材料 , 用以提高取水率。这种 由表面特性  人手的方法 , 或许可给我们提供一种提高取水率的新思路 。  

3晨 置 与 结 论 

S e e []B ii  n n in e t 0 54 : 14 114 w d n . ud ga dEv o m n. 0 .0 1 7-  8 . J ln r 2    

【8 A   .E t cin o  trf m  i— n atraie s lt nfr 1 】B R E xr t   fwae r ar a   l n t   oui  o    a o o e v o

w tr u p []D s lai , 0 4 8 35 a   p lJ. eant n 2 0 , : 3 . es y i o  

『9 A T N A R CJ K N 1 】F S Y ,P T Y A。 OR ACK . e  1 d opin o  tr I ta.A s r t   fwae  o

v p u  o   u d a『 ys l tdc ro   d o b n [ . o r l a o rrm h mi Ib  e c   ab na s re t J J un   f   e e s ] a

o  r ma o r p y 2 0 10 8 7 1 . f Cho t g a h , 0 5. 7 : — 2   

仿生技术在人类发展历程 中扮演着重要角色 , 并解决 了诸 多  疑难问题 。结合  e 咖 利用其特殊背部表面向空气要水的生   c 存方式 , 我们或许可以探讨出解决空气取水取水率 较低的方法。   然而 , 生表面的工业应用还需科研人员进行更 多的理论分析 。 仿   以找出影响产水量 的主要 因素 ,并 提供出相应 的基本数据和公  式。   因此 , 笔者认 为从 材料表面特性人手 , 进一步研究 甲虫背部  的集水 机 理 。 量 描 述 出 表 面特 性 ( 括 亲 水 突 起 的 亲水 性 能 、 定 包 尺 

寸 、 列 及 疏 水 表 面 的 疏水 特 性 ) 水 滴 直 径 、 排 和 风速 间 的 关 系 , 并  进行优化 , 或许可 以开发出一种适于空气取 水系统 的高效凝水表  面 。 也 有 望成 为

以后 大 型化 、 工 空气 取 水 的基 础 。 这 人  

参 考 文 献 ( eee c s  R frn e ) [】M C A G  P Te nent n ld s lai & w trJ_ 1 A H R  J   h i rai a eant n t o   i o a [  e ]

Res s 2 1, 4 u e, 00 1:2-4   5.

『0  ORBO  , L 2 1T II F BE U  J , NGU E     Ad o pin o  tr  P Y N P H. s rt   fwae  o

v p rb   oy (trn ) s l nc a i  o u s l Ioh r l a o  y p l sye e u o i  cd s di f m  at— s tema 

a d i b r  d op in e ul r [] V   n  R R s ac   n  s ai a s r t   q i i J.H AC a d   e e rh, o c o i a b

2 05.  3 5-31   0 1 1: 0 7.

『1 A 2 1 HME  S L A A s rl nfg n rl n o — o v nin l   D U T N.b opi / e eai  n n c n e t a o e o o   s se frw tre t cin f m  t s h r   i J.R n w be y tm o  ae  xr t  r amo p ei ar[】 e e a l a o o c  

En gy. 0 4. 9:  5—153   er 2 o 2 151   5

『2 ON     GA P R L AA. x ei e ic n e e eaini   21 L G G A。 S A E L   E p rd sc a t g n rt   a   r o n

p ce   w r ]Jun l f oa E eg  n i ei .0 。2 : ak dt e[ . o ra o s l  nryE gn rg 2 0 16  o J    r e n 4

5   87

『3  IT I  ,MAR OLJ E N.F g w trc l cin i a rrl 2 1VC ORA M Z  A   o   ae  ol t  n  ua  e o  

p r i teC n r Ia d (p i [ _t s h r  ee rh  ak n h  a ay s n s S a ) J Amop ei R sac ,     l n ] c

2 2。 4: 3 00 6 2 9-2 0. 5  

『4 2 】MA CH NG— I   A JN。K S HA A MII T NO  US MU,e  1 A A R   KO。OH S U t . a 

A e iai  e nq  ort   ol ci   fidi dua o   opes r pl t t ch iue f  he c l t c on e on o n

vi l g dr lt  f

[】VR E  K, AS I S u z c s rc v r i ln ig o  2 IJ E G KN .F z y o t e o ey n a nn  fr  p

a d terc e c I n l i sn  mir PXE【1 t s h r   n   h i h mia    a ay s ig s  u co— I J. mo p ei A c

En i men 。 00 37:   9   6. vr on t2 3。 4 67 -4 68  

s s i b   ae  u p   ytm  n d v l i   o nrs[] ut n l w trsp l sse s i ee p g c ute Jl a ae y   on i  

En gy, 0 5, 0:  9—1341  er 2 0 3 132   .

『5 H Y NG A   S DE S  RD.S E Y  K ,ta. 2 】S AN E AN  E S,AN R ON . 。 E L  M e  1  

T tn  gr e o e h de e s n olc i  o f g or esig e nh us  s a  n t i c l t e on f o  f  waer t  

[]F D E   L F D B e ylg w trsvs ftr di i   3 E L R C I OR   .R c cn  a   ae u e rk g F i e u   nn s p ls ]B   yl,0 54 : 0 5   u pe [ . iC c 20 。6 5 - 5 i J o e

『1 IS N P, MCCL S Y M, RIHA D 4 KR HE   U KE   C R  V, e a. o a  l 1 bI GI

an lss f h ge   i wa e s ppl yi ds nd o t u der ay i o c an s n t r u y el  a  c s s n  

s p l [】 J un l fWae  u py R s ac   n   e h oo y  u py J_ o ra o  trS p l e e rh a d T c n lg 。    

20 3, 2: 3 0 5 2 7-2 . 41 

『6  — A Y SI R.MOH E   S. o re e au t n o o   2 1AL J Y OU   O  , S N M  S uc   v lai   ffg o c lcin i J ra [1 J un l fte Ch r rd Isi t n o  ol t  n od n Jl o ra o h   a ee  n tui   f e o       t t o

W aera d En i men  l   n   vr on tMan emen , 9 1 1 5-1 . ag t 1 9。    9 3: 9     99

ci t  h n e   a e su

y n Chn [】 Cl t   h n e  l e c a g :a c s   td  i ma   ia Jl i i C a g ,   ma c

20 5, 0 68: 0 3 3-3 0  3

[ A D E    , H I RL W tr a t eb  eet e t [] 5 N R W RP C RS  . ae  pu  yad s rb elJ. ]   c r   e  

Naur 2 0141 3 t e,0 , 4: 3—3   4.

『7  OU C,A   E R N J OLVIRJ o t  fc nfg wae  2 1L W  V N H E DE   , I E   S uhA r a  o — tr i

colct   e per nt metor ogi l f t e  a o a e   wi   l i e on x i me   e ol ca  eaurs ss cit d t h

[ S M R   . i   ae of  e t  b c [】N trI ioy 6 U ME SA L ew tr fabel s a k Jl aua Hs r, ] k     e      t  

20 4, 0 2:2 6—2   7.

w tr oet na n   eesene crm n o S uhAraJ. a   lci   l gt  atr sap e t f ot fc [] ecl o o h      i  

Wa e  . . 1 9 2 2 9 2 0 t r A . 9 8, 4: 6 - 8 . S  

[ A K R A,HC E   . tr h r si   e t [ . aue 7  P ] RE  IK Y G Wa — av t g B ee J N tr e e n l ]  

Au tai 20 2, sr l a, 0 27:   1 0

[8 S H M N U R R S C R C D   .h  u l   ffg w tr 2 1 C E E A E     , E E E A PT e q at o o   a     i   y e c lc df o et n gi lrl s   he [ .o rao oe t   r m sia da r uuau eiC i J J un lf l e od c ct   n l ]   

Ap l d Me e r lg 1 9 3 : 7 - 9 . pi   to oo y, 9 2, 1 2 5 2 0  e

[ H ML O   J E S H LJR S E Y M KFgc lci  y 8 A I M W ,H N C E  。E L    .   oe tnb  ] T   o l o N mb D s r bel [ _S uh Ara  o ra o S i c . a i ee   e ts J ot  fc n J un l f c n e   t e 】 i     e  

20 3. 1 —1 . 0 4: 81 82 

[9 吴桂涛 , 2] 岳丹婷 ,

吕欣荣. 除湿器 冷凝 表面应具备 的特点分析[]   J大

连 海 事大 学 学 报 ,0 0,6 1 3 1 6  2 0 2 :0 — 0 .

f】N DU S G. tr a n e n   s rg t in n tn c r  9 At     Wae b l c  a d o moe ua o  j e o aa a t  S

g a i e .a wa   l mig ln b in  b e l f m  h   a b r cl s   x bo i p o n  e e r i e t  r o d e o l e N mi 

【O 3】费千 , 岳丹婷 , 吴桂涛, 空气冷却 器表面 自由能对其性 能的影响 等  

[l J 大连海事大学学报,9 82 :2 9 . ] 19 ,4 9 — 5  

( 责任| 辑  事慧政 ) I I  

第2 4卷

20 0 6年第 0 2期  ( 总第 2 2期 ) 2   1   1


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