我所淡化室在太陽能界面水蒸發技術領域取得新進展，相關成果以“Engineering hydrogels towards next-generation multifunctional interfacial solar evaporators beyond seawater desalination”為題，發表在化學工程領域國際知名期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一區Top期刊，影響因子 13.2）上。淡化室王敏為論文第一作者兼通訊作者。

[研究背景]

太陽能驅動界面水蒸發（ISSG）技術作為一種利用綠色能源可持續生產淡水的方案，在緩解全球水資源短缺問題上展現出巨大潛力。其中，水凝膠因其固有的親水性和功能可設計性，被視為構建ISSG蒸發器的理想基底材料，并推動了新一代多功能ISSG蒸發器的發展。淡化室團隊綜述了水凝膠基ISSG在蒸發性能提升策略、功能化修飾設計方面的研究進展，探討了其在新興領域的應用前景，并對未來發展中面臨的機遇與挑戰進行了總結與展望。

ISSG水凝膠材料的性能提升策略、功能化設計和多樣化應用

[研究進展]

作為傳熱與傳質的基底材料，水凝膠的分子結構、孔道構造、親疏水性、表面形貌、三維結構等因素，均顯著影響界面蒸發過程的整體性能。通過對水凝膠基ISSG材料進行功能化改性，不僅可以實現高效水蒸發，還能賦予其多種附加功能，如自愈合、智能響應、循環再生、抗菌、揮發性有機物降解等功能，提升材料在復雜環境下的耐久性、適應性和多功能性。隨著研究的深入，水凝膠基ISSG的應用領域不斷拓展，已從最初的海水淡化逐步延伸至蒸發冷卻、清潔能源發電、戰略資源提取等多個新興前沿領域。

[挑戰與展望]

水凝膠基ISSG在實際應用中仍面臨一系列挑戰，如規模化、低成本的水凝膠材料制備技術、實際環境中長期運行穩定性問題、功能化設計與蒸發性能的平衡、經濟性評估等?？傊磥硗ㄟ^從材料、設計、加工到應用場景協同優化，持續解決現有瓶頸問題，推動新一代水凝膠基ISSG蒸發器在能源-水資源領域的核心應用，有望為解決全球能源與淡水資源短缺問題發揮關鍵作用。 

本研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和中央級公益性科研院所基本科研業務專項資金的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157988