微纳米凝雾集水技术破局干旱难题——纳微涌泉团队用科技创新书写绿色答卷
2024年9月在干旱地区的果园里,一株株枇杷树和沙棘树郁郁葱葱,枝叶间凝结的露珠顺着特制的纳米桨叶滑入集水槽,再通过智能系统精准灌溉到根系。这看似科幻的场景,正是安徽纳微甬泉团队用四年时间攻克的现实——他们自主研发的"无水源智慧农业灌溉系统",以空气取水、凝雾集水为核心技术,让"向天要水"的梦想照进干旱地区的田间地头。
从实验室到田间:一场与干旱较量的科研长跑
2019年,当车辆工程专业的陈茂轶带领团队走进陕西榆阳区的山地果园时,眼前的景象令人揪心:复杂的地形让传统灌溉举步维艰,果农们守着年降水量500毫米却只能望天兴叹。团队核心成员孙少坤至今记得老农的叹息:"不是没雨水,是留不住啊!"这句话点燃了这群年轻人的斗志。他们发现,我国干旱半干旱地区占国土面积52%,每年因缺水导致的农业损失超千亿元,而传统集雨补灌技术效率低下,国外空气取水设备每升成本高达0.05万元。
带着"让技术扎根中国土地"的信念,团队开启了一场跨学科攻坚。材料专业的尹冰艳在实验室泡了整整八个月,测试了217种涂层方案,最终突破纳米亲疏水间隔涂布工艺,让集水效率提升120%;机电专业的朱锦阳带着设备在黄山丘陵地带反复测试,为桨叶式捕雾网找到65度黄金倾角,使轻雾状态取水率达8%。2023年寒冬,他们在右玉县零下20℃环境中连续驻守40天,验证设备在极端气候下的稳定性。四年间,6项发明专利、4代产品迭代、上百次实地测试,这群年轻人用脚步丈量出科技与土地的深度融合。
技术创新突围:从"跟跑"到"领跑"的跨越
在浙江和达科技的检测中心,一台Airlrr-G1设备正悄然创造纪录:每立方米捕雾网每秒收集0.03克雾滴,单机日取水量最高达202升,相当于为50棵沙棘树持续供水。这背后是三项核心技术突破:
团队首创MOF-303金属有机框架材料涂层技术,在30%湿度环境下吸附量较传统材料提升2倍,解吸效率达行业领先水平。中国科学院合肥物质科学研究院的检测报告显示,其研发的纳米复合涂层在-40℃至105℃工况下性能稳定,使用寿命超5年。
通过"风光互补发电+智能物联"架构,设备实现全天候绿色供能。自主研发的DBSCAN用水优化算法,可依据土壤湿度、气象数据动态调整灌溉策略,使水资源利用率提升39%。在黄山歙县900亩枇杷园的应用中,系统帮助农户节水2.8万吨/年,相当于填平40个标准游泳池。
构建"设备+平台+服务"的轻资产生态。核心部件自主生产,装配环节与徐州鸿桥等企业合作,通过智慧灌溉云平台实现700亩农田单人日管控。这种创新模式使设备成本较进口产品降低60%,在山西右玉县沙棘种植基地,每亩投入成本仅传统打井灌溉的1/3。
产学研融合:把论文写在祖国大地上
团队的发展轨迹,印证着"把实验室成果转化到生产线"的硬道理。他们与安徽农业大学共建节水灌溉联合实验室,将空气取水装置与枇杷种植技术耦合,形成特色经济作物解决方案;同上海农科院合作开发的智慧监测平台,已接入2.7万亩农田数据。更令人振奋的是,何雅玲院士在实地考察后评价:"这项技术打通了基础研究到产业应用的‘最后一公里’,为旱区农业提供了中国方案。"在商业落地方面,团队开创性采用"技术授权+整机销售+数据服务"模式。2023年,设备在黄山西瓜种植基地创造奇迹:利用凝雾集水技术,50亩坡地西瓜增产29%,甜度提升2度,成为当地特色农产品新标杆。
青春力量:在绿色赛道上接力奔跑
这支平均年龄23岁的团队,用行动诠释着新时代青年的担当。负责人陈茂轶在研发最艰难阶段曾连续三个月吃住在实验室,为优化风力磁电组件,他带领团队手工打磨了83个叶轮原型;孙少坤为验证算法效果,在40℃高温下徒步测绘200亩试验田数据;尹冰艳在材料制备关键期每天工作16小时,最终突破涂层连续化生产工艺。他们的坚持赢得行业认可——先后斩获碳中和中国青年创新创业金奖、全国节能减排大赛一等奖等12项殊荣。
站在新的起点,团队正将目光投向更广阔天地。与亿安引渭灌溉中心合作的"风光水储一体化"项目已进入试点阶段,未来有望在西北地区建成智能灌溉网络;其研发的森林防火集雨装置,正在大兴安岭林区开展应用测试。正如邓秀新院士在推荐信中写道:"这群年轻人用科技创新重新定义水资源利用边界,他们的故事证明:中国青年完全有能力在关键领域实现从0到1的突破。"
在碳达峰、碳中和的战略背景下,纳微甬泉团队正以微纳米技术为笔,以祖国山河为卷,书写着属于中国青年的绿色答卷。他们的探索不仅为解决全球干旱问题提供了新思路,更展现出新时代科研工作者"把科技成果应用在实现现代化伟大事业中"的使命担当。