3D打印黑科技！从空气中造水，每天6升够四口之家喝

3D打印机早已不是只能制作脆弱塑料灯具和廉价玩具的设备了。自首个3D打印物件诞生至今的40多年里，先进设备如今已能制造可生物降解厨具、人造动物皮肤，甚至用泥土搭建完整的成品房屋。如今，两名大学毕业生联手，追求一个更宏大的目标：从空气中3D打印出水。

明斯特应用科学大学（FH Münster University of Applied Sciences）毕业生路易莎·格劳佩（Louisa Graupe）和尤莉卡·施瓦茨（Julika Schwarz）设计了一款3D打印原型设备，贴切地命名为“空气制水器（Water from Air）”。她们称，这款设备仅利用空气，每天就能生产多达1.6加仑（约6升）的清洁饮用水。设备主要由3D打印材料制成，能从大气中吸收水分、捕获水分子，再将其凝结为饮用水。内置的“金属有机框架”可去除大部分空气污染物，或许能省去额外过滤水的步骤。设备底部的内置水龙头，能让收集到的水直接倒入水杯或其他储存容器中。

尽管仍处于研发阶段，这两位工程师认为，该设备能为面临水资源短缺的家庭，提供一种更小巧、更实用的解决方案。她们在设计网站Behance上写道，“空气制水器”是“一款可移动的造水与储水设备，无论地理和社会环境如何，都能灵活用于家庭”，并将其描述为全球民众潜在的“实用解决方案和应用选择”。

在目前的版本中，该设备包含多个可堆叠部件，每个部件均通过3D打印制成。顶部类似法式压滤壶的部分可打开，从空气中捕获水分子。约一小时后，舱门关闭，设备开始加热，启动凝结过程。工程师表示，内置材料能去除大部分（即便不是全部）有害空气污染物，凝结后的水随后滴入底部的基座中。

一个完整周期约需两小时，可产出17液盎司（约500毫升，大致相当于一瓶中型塑料瓶装水）的水。若连续运行一整天，设备可生产约1.6加仑饮用水——工程师称，假设每人每天消耗1.5升水，这一产量足以支撑一个四口之家。

值得注意的是，这款设备虽听起来颇具吸引力，但尚未准备好大规模投入使用。施瓦茨在Behance上回应评论时明确表示，设备所用材料仍在研究中，专利申请流程也在进行中。工程师们尚未提及任何定价信息。

“我们的目标是通过一款易用且自给自足的产品设计，展现这种新型材料的潜力——此前这类技术仅存在于复杂的实验室装置中。”施瓦茨写道。

工程师们表示，她们是在意识到全球水资源短缺问题日益严峻后，萌生了开展这个项目的想法。在美国，疾病控制与预防中心估计约有220万人居住在没有基本管道设施或自来水的家庭中。亚利桑那州立大学研究人员近期的一篇论文估计，多达12%的美国居民可能正面临水资源短缺。全美拉丁裔、非洲裔和原住民社区受到的影响尤为严重。

这一问题在全球范围内更为突出。世界经济论坛估计，全球约72%的人面临某种形式的水资源短缺，约8%的人口处于“严重水资源短缺”的极端类别。

目前解决水资源短缺的方法，往往依赖大型、昂贵且技术复杂的水转化系统。工程师们指出，这些系统并不总能很好地满足家庭多样化的个性化需求。至少在理论上，家庭可在白天使用“空气制水器”收集所需水量。3D打印特性还带来另一优势：由于设计文件以数字形式存储，全球各地的社区可在本地自行打印设备，无需集中式分销系统。

“从空气中获取水资源的基本理念在未来极具潜力，因为对清洁水源的需求正在不断增加。”格劳佩和施瓦茨在Behance上写道，“在更广泛的场景中也具有可行性……比如为整个社区供水。”