21世纪的乌鸦，为什么喝不到水了？
乌鸦喝水的故事相信大家都耳熟能详，在两千多年前的伊索寓言时代，一只不谙世事的乌鸦可以用普通的石头来垫高水位喝到水。然而如今时代发展，城里的套路越来越深，要是天真的乌鸦遇到这种神奇的“石头”，还把它扔进水瓶里，可能一滴水也喝不着了。
喝不到水的乌鸦丨果壳实验室
在盛有水的量杯中倒入大量神奇的“小石头”，观察后发现，水并没有漫出，反而被吸收。乌鸦喝水失败。
这“石头”究竟藏着什么样的秘密？难道真的打开了多元宇宙的大门？
大自然的鬼斧神工vs人类的智慧结晶
图中这种能吸水的小圆球，严格来说并不是“石头”，而是一种叫“分子筛”的人工合成的材料。这名字乍一听有点让人摸不着头脑，但其实就像字面意义那样，就是分子的“筛子”。如果我们潜入微观世界就会发现，分子筛的内部蕴含着密密麻麻的孔道，这些孔道的尺寸是如此之小，以至于能让路过的分子“卡”在它的筛孔里面，从而实现宏观上的吸附效果。
扫描电子显微镜（SEM）下的分子筛
这样的多孔材料最初是200多年前在矿洞里被人们发现的，是一种形状奇特的天然形成的晶体，并被人们以“沸石（Zeolite）”命名。在19世纪50年代，科学家们已经发现天然沸石大为有用，比如它具有不错的吸附、脱附能力[2]，说白了就是孔道里既能装“东西”，改变环境条件后被装入的“东西”又能从里边“跑出来”。这就让它成为了一种可以循环使用的分离材料。
然而，如同绝大部分天然材料一样，最核心的缺点就是品质不太稳定。大自然的“鬼斧神工”并没有一套标准化的操作流程，这里“劈歪了一点”，那里“用力过猛”，在希望实现标准化大规模工业应用的人类这儿可就难以忍受了。
没办法，科学家们便卯足全力。19世纪60年代，人工合成的沸石问世，此后这种材料便具有了相对稳定且可控的结构特征，应用范围也就逐渐扩展开来。并且此后，一个更加贴切的名字“分子筛”也成为了它们正式的称呼。[2]
“小心眼”很多，就很厉害吗？
分子筛的实际应用来自于它的“小心眼”，也就是内部的多孔结构。比如分子筛具有离子交换性能，在洗涤剂生产的过程起到很大作用，还能被用来处理危险的放射性材料[2]；分子筛的另一个很重要的应用是催化作用，比如目前已经实现的分子筛催化下CO2与H2反应直接合成碳氢化合物的反应，这在未来也许能有助于人们的碳捕集事业，减缓温室效应带来的环境破坏[3]。
在精密仪器、芯片制造等领域，分子筛是常用的除湿材料
当然，分子筛最“经典”的应用来源于它的吸附、脱附作用。在化工、环境领域，分子筛常常被用来吸附有害物质，如对炼油厂的废水进行处理；而在高精尖的航天、精密仪器制造、芯片制造等领域，分子筛吸附除湿技术也是保证环境干燥、获取无水气体液体的重要手段。是的你没有看错，分子筛不仅可以吸收杯子里肉眼可见的水，空气中看不见的水蒸气、溶剂中残余的少量水分对它来说都是小菜一碟！
在两个密闭的盒子中注满水雾，可以发现，右边铺满分子筛的盒子中，水雾迅速散去。分子筛干燥能力极强，能够迅速吸走水汽丨果壳实验室
尖端技术如何转民用
既然分子筛这么能吸水，那在生活中怎么派上用场呢？比方说我们洗完衣服，直接“哗啦”撒上一把分子筛，是不是过一会儿衣服就能干了呢？很遗憾，并没有那么简单。
烘干衣物不简单
衣物的干燥过程，说到底就是让衣物中的水分子脱离的过程。我们都知道，天气潮湿的时候，衣服很难被晾干，这是因为此时的空气已经“装不下”太多的水分子，于是水分子只好“赖”在衣服上不走了。
为了“帮助”水分子离开衣物，最常见的思路就是加热。当我们对衣物及周围的空气进行加热时，由于水的饱和蒸汽压随温度升高而增加，衣物周围的空气就能“吃下”更多的水分，更有利于衣物中的水分子被周围的空气“带走”。
加热这种操作，不知道多少代之前的老祖宗们就已经知道了。把湿衣服放到太阳下晒，或者扔到火边烤，这些都是加热的不同表现形式。
很多露营小伙伴一定有过这样的经历
到了现代社会，我们有了干衣机，但它的基本原理仍然是加热。而所谓冷凝式和热泵式干衣机的区别，其实也就是加热方式的区别。冷凝式干衣机通过单独的电热丝加热空气，并采用单独的冷凝器将湿热空气中的水分冷凝下来，其中电热丝的工作温度往往较高，容易损伤衣物；而热泵式干衣机用压缩机将加热和冷却空气的过程结合起来，就如同内置一个强化版的空调一样，优点是加热温度较低，能减少对衣物的损伤，但烘干的效率受外界温度和湿度影响很大，冬天可能出现衣物难烘干的问题；同时压缩机本身的体积较大，使得整机在相同的衣物载荷下占用更多的空间[5]。
滑动查看冷凝式干衣机与热泵式干衣机结构对比
加热这个操作虽然简单有效，但有一个问题一直无法回避，那就是对衣物可能造成的损伤。以常见的纯棉面料和棉-聚酯混纺面料为例，在较高的烘干温度下，棉纤维与纤维之间那些不那么稳定的结构可能无法恢复原貌，从而形成褶皱；而涤纶纤维则更加脆弱，其“玻璃化”温度为69-81℃，超过这个温度便会破坏涤纶纤维的晶体结构，从而使衣服发生不可逆的褶皱和变形[4]。
滚筒烘干衬衫图片（棉-CVC-TC）[4]
悬挂晾干衬衫图片（棉-CVC-TC）[4]
羊毛这类富含蛋白质的材料更加娇贵。羊毛纤维被层层毛鳞片包裹，在泡水时纤维膨胀，鳞片软化，使羊毛更容易交缠。如果此时温度还比较高，羊毛纤维在高温下会更加柔软，彼此接触更加密集。
羊毛遇水后毛鳞片张开，并纠缠在一起
如果此时温度过高，纠缠打结会更加严重
本已经蹂躏的羊毛如果继续被高温烘干，或者不正确晾晒，毡化/缩水发生了，羊毛衣的尺寸，就会变得比之前更小小小小……
羊毛类衣物若洗涤不当，秒变“童装”
烘干技术的第三种解答
既然烘干衣服总归要靠加热，温度越高干得越快，但加热温度过高又有损伤衣物的风险。在这样的“困境”中，有没有办法既能保证烘干效率，又把加热温度控制在较低水平呢？
这就要用到前面说的分子筛了！分子筛强大的吸附烘干能力，配合石头科技革新性的产品设计，洗烘一体机突破冷凝与热泵两大传统思路，给出了烘干技术的第三种解答。
石头分子筛洗烘一体机H1丨石头科技
石头H1的技术要点在于，不再完全依赖“加热”来提高空气“承载”水分子的能力，而是通过分子筛直接吸附分离空气中的水分，从传统的加热烤干，变成低温“吸干”，让低温烘干技术变成了现实。
Zeo-cycle分子筛低温烘干技术是石头H1的核心技术。在机体内部，分子筛被搭载在不断旋转的转盘上，并被排布成瓦楞状，通过一层层叠加最终形成蜂窝状流道，使得整体吸附面积达到了大约28.8万平方米，相当于45个足球场的面积。
分子筛模组丨石头科技
如此巨大的吸附面积带来的自然是超高的吸附效率,这样一来，我们就可以在降低衣物烘干过程温度的同时确保干燥效率，避免衣物损伤了。
与此同时，石头H1又是如何维持“低温”的呢？答案就在它的双循环风路系统上。
在传统的干衣机中，无论是冷凝式还是热泵式，都会在直接与衣物接触的风路中设置加热模块，区别只在是否用压缩机将加热和冷却过程结合在一起而已。但在石头H1中，与衣物直接接触的烘干风路不再设置额外的加热模块，主要依靠分子筛强大的吸附性能带走衣物中的水分；而分子筛的还原风路则与烘干风路独立并行，二者“井水不犯河水”，从而确保了烘干过程始终处在相对低温之下。
双循环风路系统丨石头科技
实战效果：如何搞定羊毛和羽绒？
那么，石头H1的低温烘干实际效果如何，是否真的能做到不伤害衣物呢？作为果壳实验室的我们自然是要用实验来说话。实验员买来了几件相同的羊毛织物，实际体验了一把石头H1定制的羊毛真丝洗烘模式，之后我们测量对比了织物烘干前后的尺寸变化，并用显微镜观察羊毛纤维烘干后的形态。经过测试，石头H1羊毛洗烘效果令人满意。
滑动查看羊毛在不同温度下烘干的效果。
图1：未烘干前；图2：石头科技低温烘干羊毛轻微卷曲；图3：高温烘干后发生断裂损坏丨果壳实验室
挑战继续升级，冬春之交最难处理的就是羽绒服。首先提醒大家，羽绒服最好不要干洗！干洗溶剂大多为四氯乙烯。这种物质会溶解掉羽绒表面的天然油脂，让填充的羽绒变得干涩、发脆、易断，从而失去蓬松的特性，也就不那么保暖了。
洗涤不当的羽绒服，填充羽绒被甩成了茧丨mumsnet.com/SlinkyDinkyDoo
普通洗衣机在高速旋转之下，也会破坏羽绒结构、让羽绒乱做一团。石头H1却可以完美处理羽绒服的清洁难题。
滑动查看羽绒在不同温度下的烘干效果。
图1：未洗烘之前羽绒状态；图2：石头科技低温洗烘羽绒未受损；图3：高温洗烘后，羽绒严重分叉变形丨果壳实验室
可以看到，石头H1的低温烘干过程不仅不伤羽绒，烘干后的羽绒服更加蓬松柔软，衣服里的羽绒也没有出现结团的情况。这样看来，家里有了石头H1，羽绒服清洁轻松搞定。
石头H1洗烘后的羽绒服蓬松柔软丨果壳实验室
还有哪些惊喜“彩蛋”？
如今，养宠家庭越来越多，而常见的“毛孩子”们或多或少都会掉毛的情况。认命的养宠一族大都放弃了深色衣物。
好在石头H1贴心配备了毛絮过滤自清洁系统，利用0.1mm孔径的精密自清洁滤网将烘干过程中扬起的毛絮统统收集起来，不仅彻底清洁了衣物的表面，也防止了毛絮进入分子筛转盘影响其工作。在烘干过程结束后，毛絮自清洁系统会启动强力的专用水路进行喷水冲洗滤网，不仅保证烘干风路始终运转良好，也省去了手动清理的麻烦。
果壳实验室专门找来一件沾满猫毛的衣物，石头H1的清洁效果非常出色。
猫毛衣物清洗前后对比，效果显著丨果壳实验室
不仅如此，石头H1还能通过水解银离子、巴氏杀菌等多种方式对衣物和机体进行杀菌消毒，在看不见的地方呵护我们的健康。
或许很多人会有疑问，这么做图什么？有点缩水的羊毛衫，有点“炸毛”的羽绒服，几根略微显眼的猫毛，多跑了几趟干洗店......将就一下算了，折腾什么？
可生活的品质就藏在这些细节之间，对生活的精益求精正是技术升级的原动力。所以不妨对生活品质的要求再较真一点，对技术的钻研再深一些。不将就，多较真，相信未来会有更多创新型产品温暖我们的生活。
参考文献
[1]国际羊毛局认证的滚筒烘干，形变上限是6%
https://www.woolmark.com/globalassets/_06-new-woolmark/_industry/certification/_old-certification/product-specifications/ld-1_domestic_tumble_dryer_2016-1_20oct14_f.pdf
[2]孙景辉.ZSM-22沸石分子筛的合成及其正十二烷临氢异构性能【D】.太原理工大学,2022(02).
[3] 陈焕浩,范晓雷.沸石分子筛催化材料在二氧化碳转化中的应用【J】.能源环境保护.
[4]李兆君.家庭滚筒干衣机烘干条件对棉型织物外观性能影响及烘干机理研究【D】.东华大学,2014(04).
[5] 张超,宋一鸣,黄炳华.国内家用干衣机发展现状及趋势分析【J】.日用电器,2021(10):42-45.
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