專利名稱：一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于化學仿生技術領域，具體涉及一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法及其應用。
背景技術：
目前，水資源匱乏已成為世界性問題，其將嚴重影響國民經濟的可持續發展和國家生態安全，且對人類的生存構成了極大的威脅。根據聯合國環境規劃署的數據，全球干旱地區的面積約占陸地總面積的41%。而在我國，干旱地區的面積也達到了 2.5X106km2，約占國土面積的1/4。并且，隨著全球變暖所引起的氣候異常，水資源匱乏的問題在有的地方也愈演愈烈。此外，有的沿海地區也因為面臨淡水資源匱乏的局面，不得不耗費大量的能源進行海水淡化。然而與此同時，人們卻注意到，即使是極度缺水的地區，在霧氣中也含有大量的水份。因此，如果能夠充分利用霧氣中的水份，使其在某種條件下凝結并收集就有望在很大程度上解決水資源匱乏的問題。自然界中的生物經過長期的進化過程獲得了在極度缺水環境中生存的本領。仿生制備低能耗、高效率、環境友好的新型集水材料有望成為解決水資源匱乏問題的新途徑。傳統的集水材料一般是親水的織物或者導熱性質好的金屬。例如，秘魯政府為開發霧水資源， 在該國西臨太平洋的多霧地區設立了兩個霧水收集站。霧水收集器用尼龍網制成，尼龍網支架下用一個大鐵盤收集。其霧水收集量換算成降雨量分別是296. 8毫米和165. I毫米。 西班牙科學家還發明了一種由聚氨基甲酸乙酯制成的人造樹，這種酚泡沫塑料吸水性能非常強，與霧的接觸面積又很大，散熱很快，因而能夠凝聚大量的水份。我國許多生活在多霧氣候地區的居民也已經開始用類似的傳統集水材料從霧氣中收集淡水。盡管如此，這些方法操作復雜，成本較高，集水效率也有待提高。

發明內容
針對現有技術中集水效率不高，無法滿足廣大缺水地區對水的需要，且成本高、不環保的缺陷，本發明提出一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法及其應用，可以高效的收集空氣中的微小水滴而使之成為淡水，利用纖維的紡錘節(也叫突起節)梯度，實現水滴定向的傳輸移動，實現淡水的收集，并且應用所述的淡水收集纖維可以除霧。本發明提出的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，具體包括以下幾個步驟步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定的傾斜角度固定在支架上，纖維平均直徑優選5 100 μ m，傾斜角度優選10° 20°，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機上。步驟二 制備質量分數為5 9%的聚合物溶液將聚合物添加至溶劑中，攪拌24h以上，得到澄清透明的，質量分數為5 9%的聚合物溶液，所述的溶劑為N，N-二甲基乙酰胺(DMA)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或四氫呋喃；所述的聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏氟乙烯(PVDF)。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有纖維的支架完全浸泡在步驟二中制備的聚合物溶液中，浸泡時間為30s 以上，然后以150 200mm/min的速度進行提拉，在纖維上產生大小順序排列的突起節。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行室溫干燥IOmin以上，得到具有按照高度大小順序排列的突起節的纖維，而且突起節的高度由小到大均勻增加。應用本發明提出的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，得到的淡水收集纖維在90%濕度下收集水滴，水滴在長大的過程中從高度較小的突起節向高度較大的突起節合并，當在較大的突起節上形成足夠大的水滴時，在重力作用下，自動掉落，可采用引流收集器收集水滴。上述方法制備得到的淡水收集纖維的應用，應用所述的淡水收集纖維編織成淡水收集纖維網，網格面積為O. 25 Icm2，應用該淡水收集纖維網進行淡水收集，可以收集霧氣中的淡水，增大空氣能見度，而且集水效率高，可以除霧。本發明具有的優點在于I、本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，過程簡單，可操作性強，對環境無任何傷害；2、本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，所使用的聚合物具有良好的戶外穩定性，不易降解，耐用，可延長使用年限；3、本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，制備得到的纖維表面的突起節高度從小到大均勻增大可控，其表面具有更微觀的突起或微孔，增加了空氣水滴的碰撞幾率和鋪展速度，使得集水的效率得以提高；4、本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，利用突起節的高度梯度，可實現水滴在收集的過程中定向移動合并，加速集水的效率；5、利用該制備方法制備得到的淡水收集纖維編織成纖維網，提供了較大濕度下的集水量、耐久性和經濟性。因此宜用于在濱海沙漠、海島、遠洋船只和多霧山區等，收集空氣中的水滴成為可使用的淡水，以及機場、高速公路、燈塔等周圍的濃霧驅散和消散，其收集淡水的成本遠低于海水淡化的成本。


圖I :本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法的流程圖；圖2 :本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法的原理示意圖；圖3 :本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維在光學顯微鏡下的突起節纖維結構圖；圖4 :本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維在集水過程中表現的水傳輸作用光學示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。本發明提出的一種仿生淡水采集纖維的制備方法，如圖I所示，具體包括以下幾個步驟步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定傾斜角度固定在支架上，傾斜角度優選10° 20°，纖維平均直徑為5 100 μ m，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(優選為DipMaster 50型)上。所述的纖維為合成纖維、人造纖維、天然纖維或無機高分子纖維。選擇合成纖維時，優選為尼龍纖維，選擇人造纖維時，優選銅氨纖維，選擇天然纖維時，優選蠶絲纖維， 選擇無機高分子纖維時，優選碳纖維。當優選為尼龍纖維時，尼龍纖維平均直徑優選為 15 30 μ m，進一步優選為18 μ m ;當優選為銅氨纖維時，銅氨纖維的平均直徑優選為30 100 μ m,進一步優選75 μ m ;當優選為蠶絲纖維時，蠶絲纖維的平均直徑優選為15 25 μ m, 進一步優選為20 μ m,當優選為碳纖維時，碳纖維的平均直徑優選為5 10 μ m，進一步優選為 8 μ m0步驟二 制備質量分數為5 9%的聚合物溶液將聚合物添加至有機溶劑中，攪拌24h以上，得到澄清透明且質量分數為5 9% 的聚合物溶液，所述的有機溶劑為N，N-二甲基乙酰胺(DMA)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或四氫呋喃；所述的聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)或聚偏氟乙烯 (PVDF)。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節如圖2，將固定有纖維I的支架2完全浸泡在聚合物溶液3中，浸泡時間為30s以上，然后以150 200mm/min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行室溫干燥IOmin以上，然后干燥箱干燥，得到高度大小順序排列的突起節的纖維。室溫干燥條件優選為濕度40% 80%，溫度為20 30°C，再在干燥箱中干燥10 20min，干燥箱溫度為60°C。利用本發明提出的方法制備的具有傳輸功能的淡水收集纖維的突起節的高度為 30 140 μ m,突起節的間距為280 μ m 700 μ m,突起節的長度為50 250 μ m，如圖3。該具有傳輸功能的淡水收集纖維的突起節的表面為微納米結構，收集到的水滴在纖維上的傳輸距離為2cm 5cm。應用本發明制備的淡水收集纖維，編織成淡水收集纖維網，具體方法為將制備得到的多條淡水收集纖維進行編織成網，網格面積優選為O. 25 1cm2，該淡水收集纖維網在 95%濕度下收集水滴時，水滴會在纖維上相鄰突起節之間進行聚集，當水滴聚集到足夠大時，在重力作用下，自動掉落，可采用收集器收集水滴。利用本發明提供的一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法制備得到的淡水收集纖維，可用于收集霧水滴或驅散濃霧。其具有高效集水或驅散濃霧的功能，能夠增大空氣中的水滴在突起節纖維表面聚集，同時減少空氣中的水分，從而提高空氣的能見度。在適合的空氣濕度和溫度下，水汽大量聚集在纖維突起節點之間，如圖4，并且水滴從小突起
5節到大突起節間移動，提高大突起節的集水效率，長大的過程中形成較大的水滴，當水滴足夠大時，水滴受重力作用落下，匯集成為可使用的淡水。本發明提供的淡水收集纖維制備方法的步驟三中，突起節的高度梯度的變化，受到聚合物溶液濃度和纖維傾斜角度的影響。纖維傾斜角度越大，形成液膜越容易破裂，所得的突起節的梯度變化越大，傾斜角度越小，突起節高度梯度越??；而聚合物溶液濃度越大， 突起節的高度和間距越大，間距過大，水滴傳輸容易中斷，聚合物溶液濃度過大，突起節不對稱；聚合物溶液濃度越低，突起節的高度梯度較小，集水體積較小，效率降低，聚合物溶液濃度過小，不會形成突起節。實施例I 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為10°，纖維選用平均直徑15 μ m的尼龍纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機-DipMaster 50型上。步驟二 制備質量分數為5%的聚合物溶液將5重量份聚偏氟乙烯PVDF溶解于95重量份N，N- 二甲基甲酰胺DMF溶劑中，攪拌24h令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以150mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥lOmin，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為40%，溫度為20°C，再在干燥箱中干燥lOmin，干燥箱溫度為60°C。對上述制備得到的淡水收集纖維進行集水效率測試，結果顯示，所得到的淡水收集纖維長10cm，纖維上突起節的高度為30 140 μ m,突起節的長度為50 250 μ m,突起節的間距為280 μ m 700 μ m,突起節個數為37個，集水效率達到O. 417 μ L. s' cnT1。實施例2 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為20°，纖維選用平均直徑5μπι的碳纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為7%的聚合物溶液將7重量份聚偏氟乙烯PVDF溶解于93重量份N，N- 二甲基甲酰胺DMF溶劑中，攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為40s，以175mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥20min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為50%，溫度為25°C，再在干燥箱中干燥12min，干燥箱溫度為60°C。
所得到的淡水收集纖維上突起節的高度為35 135μπι，突起節的間距為 280 μ m 700 μ m,突起節的長度為55 250 μ m。實施例3 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為15°，纖維選用平均直徑15 μ m的蠶絲纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為9%的聚合物溶液將9重量份聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶解于91重量份N，N- 二甲基乙酰胺DMA溶劑中，攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以200mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥20min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為70%，溫度為25°C，再在干燥箱中干燥15min，干燥箱溫度為60°C。所得到的淡水收集纖維上突起節的高度為30 125μπι，突起節的間距為 290 μ m 700 μ m,突起節的長度為60 250 μ m。實施例4 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為12°，纖維選用平均直徑20 μ m的蠶絲纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為9%的聚合物溶液將9重量份聚四氟乙烯PTFE溶解于91重量份四氫呋喃溶劑中，攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以160mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥20min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為80%,溫度為30°C，再在干燥箱中干燥15min，干燥箱溫度為60°C。所得到的淡水收集纖維上突起節的高度為30 125μπι，突起節的間距為 300 μ m 700 μ m,突起節的長度為65 235 μ m。實施例5 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為16°，纖維選用平均直徑30 μ m的尼龍纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。
步驟二 制備質量分數為7%的聚合物溶液將7重量份聚偏氟乙烯PVDF溶解于85重量份四氫呋喃和8重量份的丙酮溶劑中， 攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以180mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥15min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為80%，溫度為30°C，再在干燥箱中干燥20min，干燥箱溫度為60°C， 得到本發明中的淡水收集纖維。實施例6 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為15°，纖維選用平均直徑8μπι的碳纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為7%的聚合物溶液將7重量份聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶解于78重量份四氫呋喃和15重量份的丙酮溶劑中，攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以190mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥35min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為70%，溫度為30°C，再在干燥箱中干燥20min，干燥箱溫度為60°C， 得到本發明中的淡水收集纖維。實施例7 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為10°，纖維選用平均直徑25 μ m的蠶絲纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為8%的聚合物溶液將8重量份PTFE溶解于82重量份四氫呋喃和10重量份的丙酮溶劑中，攪拌24 小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以200mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥18min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為70%，溫度為25°C，再在干燥箱中干燥20min，干燥箱溫度為60°C，得到本發明中的淡水收集纖維。實施例8 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為17°，纖維選用平均直徑18 μ m的尼龍纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為7%的聚合物溶液將7重量份聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶解于78重量份四氫呋喃和15重量份的丙酮溶劑中，攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以190mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥15min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為70%，溫度為30°C，再在干燥箱中干燥20min，干燥箱溫度為60°C， 得到本發明中的淡水收集纖維。實施例9 步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為13°，纖維選用平均直徑30 μ m的銅氨纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為9%的聚合物溶液將9重量份聚四氟乙烯PTFE溶解于91重量份四氫呋喃溶劑中，攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以160mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥20min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為80%，溫度為30°C，再在干燥箱中干燥15min，干燥箱溫度為60°C， 得到本發明中的淡水收集纖維。實施例10步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為18°，纖維選用平均直徑ΙΟΟμπι的銅氨纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機-DipMaster 50型上。步驟二 制備質量分數為5%的聚合物溶液將5重量份聚偏氟乙烯PVDF溶解于95重量份N，N- 二甲基甲酰胺DMF溶劑中，攪拌24h令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。
步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s，以150mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥25min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為40%，溫度為20°C，再在干燥箱中干燥lOmin，干燥箱溫度為60°C， 得到本發明中的淡水收集纖維。實施例U步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為14°，纖維選用平均直徑75 μ m的銅氨纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為7%的聚合物溶液將7重量份聚偏氟乙烯PVDF溶解于93重量份N，N- 二甲基甲酰胺DMF溶劑中，攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有傾斜纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為45s，以175mm/ min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥20min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為50%，溫度為25°C，再在干燥箱中干燥12min，干燥箱溫度為60°C， 得到本發明中的淡水收集纖維。實施例12步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定角度傾斜固定在支架上，傾斜角度為19°，纖維選用平均直徑10 μ m的碳纖維，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃。將支架固定在提拉涂膜機(DipMaster 50型)上。步驟二 制備質量分數為9%的聚合物溶液將9重量份聚甲基丙烯酸甲酯PMMA溶解于91重量份N，N- 二甲基乙酰胺DMA溶劑中，攪拌24小時令其變成澄清透明溶液，得到聚合物溶液。步驟三提拉產生大小順序排列的突起節將固定有纖維的支架完全浸泡在聚合物溶液中，浸泡時間為30s,以200mm/min的速度進行提拉。步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行干燥20min，得到具有突起節的纖維。干燥條件為濕度為70%，溫度為25°C，再在干燥箱中干燥15min，干燥箱溫度為60°C， 得到本發明中的淡水收集纖維。
權利要求
1.一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，其特征在于步驟一纖維的固定利用膠體將纖維以一定的傾斜角度固定在支架上，將支架固定在提拉涂膜機上；纖維平均直徑5 ΙΟΟμπι，傾斜角度10° 20°，用丙酮清洗纖維表面，除去附著于纖維表面的塵埃;步驟二 制備質量分數為5 9%的聚合物溶液將聚合物添加至溶劑中，攪拌24h以上，得到澄清透明的，質量分數為5 9 %的聚合物溶液，所述的溶劑為N，N- 二甲基乙酰胺、N，N- 二甲基甲酰胺或四氫呋喃；所述的聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯；步驟三提拉，在纖維上產生大小順序排列的突起節將固定有纖維的支架完全浸泡在步驟二中制備的聚合物溶液中，浸泡時間為30s以上，然后以150 200mm/min的速度進行提拉，在纖維上產生大小順序排列的突起節；步驟四干燥提拉完成后，將表面覆蓋有聚合物的纖維進行室溫干燥和干燥箱干燥，得到具有按照高度大小順序排列的突起節的纖維，而且突起節的高度由小到大均勻增加。
2.根據權利要求I所述的具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，其特征在于所述的纖維為合成纖維、人造纖維、天然纖維或無機高分子纖維。
3.根據權利要求I所述的具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法，其特征在于所述的室溫干燥條件為濕度40% 80%，溫度為20 30°C，干燥箱中干燥時間10 20min， 干燥溫度60 °C。
4.一種淡水收集纖維，其特征在于采用權利要求I中所述的方法進行制備得到，所述的淡水收集纖維上具有突起節，突起節的高度為30 140 μ m，突起節的間距為280μπι 700 μ m,突起節的長度為50 250 μ m,該淡水收集纖維的突起節的表面為微納米結構，收集到的水滴在纖維上的傳輸距離為2cm 5cm。
5.一種淡水收集纖維的應用，其特征在于應用權利要求4所述的淡水收集纖維編織成淡水收集纖維網，網格面積為O. 25 1cm2。
6.根據權利要求5所述的一種淡水收集纖維的應用，其特征在于淡水收集纖維網在 90%濕度下收集水滴，水滴在長大的過程中從高度較小的突起節向高度較大的突起節合并，當在較大的突起節上形成足夠大的水滴時，在重力作用下，自動掉落。
7.根據權利要求5所述的一種淡水收集纖維的應用，其特征在于用于在濱海沙漠、海島、遠洋船只和多霧山區，收集空氣中的水滴成為可使用的淡水，以及機場、高速公路或燈塔周圍的濃霧驅散和消散。
全文摘要
本發明公開了一種具有傳輸功能的淡水收集纖維的制備方法及其應用，屬于化學仿生技術領域。本發明中將固定有纖維的支架完全浸泡在制備的質量分數為5～9％聚合物溶液中提拉，在纖維上產生大小順序排列的突起節，最后干燥，得到的淡水收集纖維，應用所述的淡水收集纖維編織成淡水收集纖維網進行淡水收集，可以收集霧氣中的淡水，增大空氣能見度，而且集水效率高，可以除霧。本發明制備得到的纖維表面的突起節高度從小到大均勻增大可控，其表面具有更微觀的突起或微孔，增加了空氣水滴的碰撞幾率和鋪展速度，使得集水的效率得以提高；宜用于在濱海沙漠、海島、遠洋船只和多霧山區等，其收集淡水的成本遠低于海水淡化的成本。
文檔編號D06B23/04GK102587139SQ20121000468
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者江雷, 王琳, 薛焱, 鄭詠梅, 陳媛 申請人:北京航空航天大學