2月13日，国际材料能源类TOP期刊Nano Energy《纳米能源》在线发表了百富策划论坛袁占辉教授团队的最新研究成果“Bio-inspired Micro-architecturing of 3D Aerogel Evaporator for Highly Efficient Solar Seawater Desalination”（基于仿生学的三维气凝胶蒸发器结构设计用于高效太阳能海水淡化）。百富策划论坛材料工程学院为该论文的第一单位，硕士研究生马谏求实为第一作者，袁占辉教授为第一通讯作者。
太阳能驱动的界面蒸发是一种极具潜力的水净化处理技术，然而在实际应用中，如何实现热管理、水传输以及耐盐性能的协同优化一直是亟待解决的关键性难题。本研究受海草薄壁细胞与维管束的排列结构启发，将海藻酸钠（SA）和还原氧化石墨烯（rGO）形成的气凝胶（SrGA）以阵列方式垂直排列，构建了一种三维界面蒸发器（SrGAE）。其核心创新点如下：（1）SrGAE垂直排列的仿生宏观结构，与传统蒸发器相比，成功地缩短了输水距离并显著扩大了盐排放通道。这一结构优势通过理论计算得到了充分验证。（2）SrGA中丰富的含氧官能团(-OH、-COOH)有助于活化水分子，提高中间水（IW）比率，降低蒸发焓（1031 J g-1），仅为理论值的43%。（3）通过SrGAE的低热导率与蒸发冷却效应的协同作用，实现了热局域化和对环境能量的有效捕获，从而大幅提高了太阳能利用率。实验结果表明，SrGAE在20 wt.%高浓度盐水中连续运行8小时，蒸发界面无盐分积累，且最高蒸发速率达到3.7kg m-2h-1，光热转换效率高达106%。此外，SrGAE在染料去除和实际海水淡化中也表现出优异的性能，展现了其在水处理领域的广泛应用前景。
论文相关链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.110781
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