我所淡化室在《Chemical Engineering Journal》发表成果：新一代多功能水凝胶基太阳能界面蒸发器研究进展

我所淡化室在太阳能界面水蒸发技术领域取得新进展，相关成果以“Engineering hydrogels towards next-generation multifunctional interfacial solar evaporators beyond seawater desalination”为题，发表在化学工程领域国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一区Top期刊，影响因子 13.2）上。淡化室王敏为论文第一作者兼通讯作者。

[研究背景]

太阳能驱动界面水蒸发（ISSG）技术作为一种利用绿色能源可持续生产淡水的方案，在缓解全球水资源短缺问题上展现出巨大潜力。其中，水凝胶因其固有的亲水性和功能可设计性，被视为构建ISSG蒸发器的理想基底材料，并推动了新一代多功能ISSG蒸发器的发展。淡化室团队综述了水凝胶基ISSG在蒸发性能提升策略、功能化修饰设计方面的研究进展，探讨了其在新兴领域的应用前景，并对未来发展中面临的机遇与挑战进行了总结与展望。

ISSG水凝胶材料的性能提升策略、功能化设计和多样化应用

[研究进展]

作为传热与传质的基底材料，水凝胶的分子结构、孔道构造、亲疏水性、表面形貌、三维结构等因素，均显著影响界面蒸发过程的整体性能。通过对水凝胶基ISSG材料进行功能化改性，不仅可以实现高效水蒸发，还能赋予其多种附加功能，如自愈合、智能响应、循环再生、抗菌、挥发性有机物降解等功能，提升材料在复杂环境下的耐久性、适应性和多功能性。随着研究的深入，水凝胶基ISSG的应用领域不断拓展，已从最初的海水淡化逐步延伸至蒸发冷却、清洁能源发电、战略资源提取等多个新兴前沿领域。

[挑战与展望]

水凝胶基ISSG在实际应用中仍面临一系列挑战，如规模化、低成本的水凝胶材料制备技术、实际环境中长期运行稳定性问题、功能化设计与蒸发性能的平衡、经济性评估等。总之，未来通过从材料、设计、加工到应用场景协同优化，持续解决现有瓶颈问题，推动新一代水凝胶基ISSG蒸发器在能源-水资源领域的核心应用，有望为解决全球能源与淡水资源短缺问题发挥关键作用。 

本研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和中央级公益性科研院所基本科研业务专项资金的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157988