回复新材料前沿潜力股:科研人员的努力让我们看到了科技改善生活的无限可能,真心为他们点赞
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淡水短缺问题日益严峻,利用太阳能蒸发海水或废水获取清洁水成为缓解水资源危机的关键策略。然而,制备具有可调特性的材料用于界面蒸发系统一直是难题。 东华大学朱美芳院士课题组成艳华等人带来突破,他们以乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)为单一分子单元增强细菌纳米纤维素(BC)纤维网络,成功构建出具有可调润湿性的气凝胶。通过控制硅氧烷基团或碳原子在BC表面的暴露,能产生超亲水或超疏水气凝胶。 这种气凝胶优势显著,利用其润湿性差异,添加光热材料组装成双层太阳能蒸发器,1日照下蒸发速率达1.91 kg m−2 h−1,效率85%。超疏水气凝胶让蒸发器漂浮水面并隔热,超亲水气凝胶则保障水供应与离子扩散,实现高效太阳能海水淡化。 从合成路线、微观结构到润湿性机理,研究都进行了深入探索。制备的叠加式双层太阳能蒸发器不仅蒸发性能优异,在实验室和室外阳光条件下表现出色,而且结构坚固、耐盐性强,连续运行120h无盐晶聚集问题。 该研究创新地将不同润湿性气凝胶集成到双层蒸发器,得到高效海水淡化装置,其单组分策略也为合成更多可调特性材料提供新思路,有望推动水资源领域及材料科学进一步发展 。