水资源短缺已成为制约全球可持续发展的严峻挑战，传统集水技术多受限于地理水文条件或高能耗。在此背景下，基于吸附的大气水收集技术（SAWH）凭借不受地域限制、低能耗驱动、环境适应性广等独特优势，正逐渐成为解决干旱与偏远地区淡水供给难题的前沿路径。SAWH技术的核心性能高度依赖于吸附材料的结构设计与功能协同，而天然木材作为来源广泛、成本低廉且力学结构优异的可再生资源，近年来在多孔吸附基质领域展现出巨大潜力。特别是经脱木素处理的改性木材，在去除木质素成分后，不仅暴露出大量亲水性羟基位点，更形成了高度连通的三维多孔网络，能够显著提升材料的吸湿容量，因而被视为新一代SAWH复合材料的理想骨架平台。近日，东北林业大学材料科学与工程学院韩帅元教授团队在期刊《Advanced Science》上发表题为“Autonomous and Continuous Atmospheric Water Harvesting Using Modified Wood”的研究论文，报道了一种基于天然木材改性的高性能SAWH复合材料。该研究的核心创新在于两类结构设计策略的协同实施：其一为脱木素改性优化孔隙结构，通过选择性去除木材细胞壁中的木质素组分，大幅改善了内部孔道的连通性，并有效增加了纤维素表面羟基的暴露密度，从而在微观尺度上为水分子提供了更丰富的吸附位点；其二为聚合物网络复合增强，团队将具有热响应特性的聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）与高吸湿性聚丙烯酸（PAA）构建互穿网络，利用真空浸渍工艺将其均匀引入脱木素木材的三维骨架内部，并通过原位交联形成稳定的有机-无机杂化界面。这一设计使得PNIPAM/PAA网络在低温高湿条件下高效捕集水汽，在加热条件下又能快速释放水分，而刚性的木质纤维骨架则有效抑制了聚合物在反复吸附-解吸过程中的结构劣化，从本质上解决了传统吸湿材料循环稳定性差的难题。本文第一作者是东北林业大学材料科学与工程学院硕士研究生何世恒，通讯作者为东北林业大学韩帅元教授，共同通讯作者包括高振华教授、霍鹏飞副教授、董继东博士。为加速实验室成果向实际应用的转化，韩帅元教授团队进一步将改性木材作为核心吸附单元，通过光伏发电太阳能板、锂电储能、焦耳热解吸以及智能自动控制模块，成功构建了一套全自动全天候的大气水收集系统。该系统依托太阳能实现能量自给，通过焦耳热技术对吸附剂进行快速加热，显著提升了单次解吸效率与水回收率，并可在夜间高湿时段自主吸附、在预设条件下自主解吸，实现多次吸附-解吸循环的无人化运行。这一方案突破了传统光热集水材料单日循环次数少、集水总量低的瓶颈，为干旱地区提供了一种可持续的淡水获取新途径。总体而言，脱木素木材的天然多孔骨架与PNIPAM/PAA智能聚合物网络的协同作用，既保障了材料在宏观尺度上的力学稳定，又维持了微观尺度下高效的吸湿性能。展望未来，该研究有望为全球水资源匮乏地区提供更加经济、环保且易于推广的分布式淡水解决方案。https://doi.org/10.1002/advs.75248