在化学教授Pance Naumov的带领下，来自吉林大学、纽约大学阿布扎比分校智能材料实验室和智能工程材料中心的一组研究人员开发了一种新的晶体材料，可以在没有任何能量输入的情况下从雾中收集水。
研究人员将这种新型智能晶体命名为Janus晶体，其设计灵感来自沙漠植物和动物，它们可以在干旱条件下生存。例如，沙漠甲虫和蜥蜴已经进化出具有亲水性和疏水性区域的表面结构，并有效地从空气中捕获水分。水被吸引到亲水区域，水滴被积累并通过疏水区域运输。
这一发现发表在最近发表在《美国化学学会杂志》上的一篇题为《利用自传感动态Janus晶体进行高效空中集水》的论文中。研究人员选择了三种化学上通用的有机化合物，从中生长出弹性有机晶体。然后，他们测试了每种材料如何与空气中的水相互作用，从而创造了新的集水材料，Janus晶体，它在表面水平上包含亲水性和疏水性区域，一个用于捕获水，一个用于将其转移到容器中进行收集。Janus晶体从潮湿的空气中捕获湿度，具有迄今为止最高的集水效率。这种晶体的窄而半透明的结构使研究人员能够利用光实时监测雾滴的收集和凝结。
海水淡化是一种广泛使用的生产饮用水的方法，然而，分离海水中的溶解盐需要一个能源密集型的过程。相比之下，Janus晶体利用的空气湿度或雾的冷凝过程在环境条件下是自发的，可以在没有能量输入的情况下进行，可能提供无尽的清洁水源。与之前报道的多孔有机晶体不同，Janus晶体在其表面结合了水收集和水输送功能，创造了一个高效的水收集过程，最大限度地提高了环境条件下收集的水量。
诺莫夫说：“地球大气中含有大量未开发的淡水，但我们迫切需要能够有效捕获和收集这些水分并将其浓缩成饮用水的材料。”“我们团队开发的晶体不仅利用了有机晶体的机械顺应性和光学透明度，而且为设计主动、自传感和高效的表面主动收割机铺平了道路，当大规模使用时，可以帮助我们在社会层面上解决水资源短缺问题。”
