Extreme Water Uptake of Hygroscopic Hydrogels through Maximized Swelling‐Induced Salt Loading

自愈水凝胶 材料科学 肿胀 的 相对湿度 化学工程 水溶液 盐(化学) 水蒸气 吸附 泄漏(经济) 复合材料 高分子化学 化学 有机化学 吸附 经济 宏观经济学 工程类 物理 热力学
作者
Gustav Graeber,Carlos D. Díaz‐Marín,Leon C. Gaugler,Yang Zhong,Bachir El Fil,Xinyue Liu,Evelyn N. Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (12): e2211783-e2211783 被引量:168
标识
DOI:10.1002/adma.202211783
摘要

Abstract Hygroscopic hydrogels are emerging as scalable and low‐cost sorbents for atmospheric water harvesting, dehumidification, passive cooling, and thermal energy storage. However, devices using these materials still exhibit insufficient performance, partly due to the limited water vapor uptake of the hydrogels. Here, the swelling dynamics of hydrogels in aqueous lithiumchloride solutions, the implications on hydrogel salt loading, and the resulting vapor uptake of the synthesized hydrogel–salt composites are characterized. By tuning the salt concentration of the swelling solutions and the cross‐linking properties of the gels, hygroscopic hydrogels with extremely high salt loadings are synthesized, which enable unprecedented water uptakes of 1.79 and 3.86 gg −1 at relative humidity (RH) of 30% and 70%, respectively. At 30% RH, this exceeds previously reported water uptakes of metal–organic frameworks by over 100% and of hydrogels by 15%, bringing the uptake within 93% of the fundamental limit of hygroscopic salts while avoiding leakage problems common in salt solutions. By modeling the salt‐vapor equilibria, the maximum leakage‐free RH is elucidated as a function of hydrogel uptake and swelling ratio. These insights guide the design of hydrogels with exceptional hygroscopicity that enable sorption‐based devices to tackle water scarcity and the global energy crisis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI6.3应助yangbo666采纳,获得10
2秒前
Adan发布了新的文献求助10
2秒前
eri完成签到,获得积分10
3秒前
bkagyin应助复杂依萱采纳,获得10
3秒前
6秒前
eri发布了新的文献求助10
6秒前
llwwhh完成签到,获得积分10
7秒前
Adan完成签到,获得积分10
8秒前
李健的小迷弟应助黄海采纳,获得10
9秒前
9秒前
淡然丹寒完成签到 ,获得积分10
10秒前
优雅的白筠完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
WY完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
活泼鹭洋完成签到,获得积分10
12秒前
pw完成签到 ,获得积分20
13秒前
14秒前
华仔应助hah采纳,获得10
14秒前
node101发布了新的文献求助10
15秒前
ljr完成签到,获得积分10
16秒前
花海发布了新的文献求助20
18秒前
楚眠发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
李健的小迷弟应助黄海采纳,获得10
20秒前
失眠的青寒完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
超超发布了新的文献求助10
23秒前
令莞完成签到,获得积分10
25秒前
ln完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
ding应助yue采纳,获得10
26秒前
26秒前
忘野川完成签到 ,获得积分10
26秒前
秋雨发布了新的文献求助10
26秒前
搜集达人应助黄海采纳,获得10
27秒前
28秒前
李佳烨发布了新的文献求助10
29秒前
爆米花应助罗米团采纳,获得10
29秒前
31秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Pediatric Dermoscopy Trichoscopy & Onychoscopy 2030
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7577418
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9157111
关于积分的说明 19590484
捐赠科研通 7161335
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3265338
关于科研通互助平台的介绍 2430294
邀请新用户注册赠送积分活动 2255998