从空气中“榨取”净水……东华大学学生研究解决了这些难题→

破解恶劣环境取水难题、助力废旧纺织品重获新生……学年结束，东华大学的学子们不仅学有所成，更学以致用，研有所获，一些课题研究或发表于权威学术期刊，或获得国家专利。

“膜法净水”，破解极端环境取水难题

“有没有可能做一种比‘雾网’更轻、更小、更高效的材料，让人类从空气中直接取出净水？”这是东华大学材料科学与工程学院硕士生姚家傲，从纪录片中看到沙漠居民用“雾网”凝结空中的水汽并收集后提出的假想，这也成了姚家傲与团队开启“极端环境净水材料”研发的原点。他们希望能设计出一种不依赖电力、不依赖设备，只靠自然条件就能吸附并净化空气中水分的材料，帮助水源贫瘠的地方解决“喝水难”的问题。

团队成员讨论实验方案

姚家傲和团队成员从植物“空气草”中汲取灵感，这种植物能在干旱气候中吸收雾气存活。团队通过模仿其叶片的非对称结构，历经无数次实验，开发出一种“双面性”POPs膜材料，一面粗糙亲水负责集水，一面光滑疏水用于保水。当第一滴“雾水”在那张膜上凝结而下，落入烧杯，真正开启了团队“膜法净水”的征途，也引发了他们第二个思考：如果这套技术能用于沙漠，那海岛呢？像海岛、盐湖这样“水很多但都不能喝”的情况也同样很普遍。

极端环境大气集水“POPs”膜实物

于是，团队又开始挑战海水淡化的新课题，他们思考，如果能把白天的阳光、晚上的海浪这些自然能量变成“蒸汽”，是否能让海水自己“变清”？他们将光热吸收材料与压电材料组合，开发出一种能在阳光和波浪双重作用下工作的“复合蒸发膜”。经过测试，证实了这套设备能够在自然能驱动下稳定产出可饮水。

随着研究的深入，团队关注到第三类极端场景：高盐、高污染的盐湖地区。于是，团队提出更进一步的挑战——开发一种具备“抗菌自清洁”能力的膜材料，让其在极端环境中依然保持稳定净化性能。通过不断试验，团队创新性地将具有光敏抗菌特性的卟啉基团引入POPs膜材料中，使其在光照条件下自动释放活性氧，持续杀灭膜面细菌，防止生物膜形成；同时，膜体具备良好的孔隙结构，确保盐分拦截和水通量的平衡。经过反复测试，一款适用于盐湖等高污染水源的抗菌复合膜诞生了，该膜具备高通量、高过滤率与抗菌性，能够实现稳定的水质净化。

团队在户外实地场景做测试

目前，团队的三类POPs功能膜产品——大气集水膜、海水蒸发器、抗菌纳滤膜，已完成中试测试，并与数家企业和国际水务机构达成合作意向。相关科研成果也相继发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie）等权威学术期刊。

智能分拣系统让废旧纺织品“重生”

凭借98%的高识别准确率和3600件/小时的处理效率，东华大学机械工程学院2022级本科生杨瑞所在的学生团队，研发出“织觉智鉴——废旧纺织品智能化分拣系统”，助力行业分拣，为纺织业绿色转型注入创新动力。

分拣系统实物图片

“废旧衣物成分极其复杂，人工分拣不仅效率低、误差率高，现有自动化技术也难以精准识别混合面料。”杨瑞介绍说，高效分拣混合纺织品在国内外都是一项巨大挑战。“通过科技赋能，我们希望每一块布料都能‘重获新生’，让可持续发展理念真正融入生活。”

瞄准行业痛点，团队历时26个月，走访全国20余个废旧纺织品回收站点和产业基地，采集分析超9000组样本数据，经过反复试验与实地调试，最终攻克了高效智能识别分拣的关键技术。该系统创新性地融合近红外光谱分析与高分辨率视觉检测，通过智能算法对多维度信息进行综合研判，能在短短1秒内以98%的准确率识别出多种不同面料成分。

学生团队赴企业调研

废旧纺织品智能化分拣系统较传统分拣方式提升5倍，分拣成本降低40%。据团队测算，该系统的应用可使每回收1吨废旧纺织品减少3.6吨碳排放。目前，该成果已获得1项国家发明专利授权及2项软件著作权。

资料来源于东华大学

撰稿：陈容超

编辑：史焕焕

责编：颜文彬

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