太阳能界面水蒸发是实现高效低能耗海水淡化的有效途径，如何通过材料和结构设计来提高界面光热汽化效率也是目前研究的主流方向。影响太阳能蒸汽产生过程（Solar vapor generation，SVG）有四个关键因素：光热转换、热传输、水传输和水蒸发过程。目前已有大量研究针对以上这些子过程进行设计，以达到提高SVG效率的目的。但如何将这些关键因素协同整合，从而降低内部损耗，实现效率最大化，仍是一项巨大的挑战。
本室在已有的聚多巴胺包覆纳米纤维研究基础上，通过模板牺牲方式制备了聚多巴胺纳米管，并基于其构建了三维太阳能界面水蒸发器件（PDA-t@PU），实现了光热转换、促进水传输、降低蒸发能及提升热量管理等多功能集成，从而大幅提升SVG效率。一方面，聚多巴胺（PDA）是一种具有亲水性和光热转换功能的生物质材料，不仅可以将可见光转换为热，还可以通过表面水合作用降低水的蒸发能；另一方面，通过模板牺牲法将聚多巴胺制备为纳米/亚微米的中空管状形貌（PDA-t），不仅可以使得器件具有良好的集热效果，减少热能向环境的流失，实现高效的热管理，还可以利用其毛细管作用有效提升器件对水的输送能力。此外，基于PDA-t的蒸发器还具有良好的长期耐用性和优异的盐水和污水净化性能。
图1 PDA-t@PU太阳能蒸发器设计示意图
该成果发表在Journal of Materials Chemistry A (DOI:
10.1039/d1ta03335b)上，并被高分子科技微信公众号邀稿，第一作者为本室硕士生黄丹。
原文链接：https://doi.org/10.1039/D1TA03335B
高分子科技公众号链接：https://mp.weixin.qq.com/s/eIVvoZQ4FD1-50VxzDzQzA
