隨著全球淡水資源日益緊張，水污染問題進一步加劇了淡水短缺的危機。盡管地球表面約96.5%為海水，但淡水僅占總水資源的2.53%。為緩解這一困境，多種海水淡化技術如反滲透和電滲析已被廣泛應用。其中，太陽能驅動界面蒸發技術因其清潔、高效和操作簡便等優勢備受關注。然而，該技術在實際應用中仍面臨一個關鍵挑戰：如何在維持高蒸發速率的同時，有效解決鹽分積累導致的蒸發器性能下降問題。
近日，南京林業大學蔡亞輝副教授、田丹教授和南京林業大學/北京林業大學李建章教授合作提出了一種基于光控動態水門控的太陽能蒸發系統，成功實現了高蒸發速率與自清潔排鹽的平衡。該研究開發了一種由改性螺吡喃和低成本木材構成的光自適應蒸發器，通過光照變化觸發螺吡喃分子結構的可逆轉變，從而實現動態排鹽。理論計算表明，螺吡喃與異構體部花青之間的親水性差異是促進鹽分去除的關鍵。該蒸發器采用雙層設計，上層為光控層，下層為親水層，不僅穩定了氣液界面，還減少了熱損失，顯著提升了蒸發效率。實驗證明，該蒸發器在長期運行中表現出穩定的排鹽能力、高蒸發速率、良好的重復使用性以及抗污染性能，戶外實驗與水凈化測試進一步驗證了其在真實環境下的淡水生產能力。相關論文以“Light-adaptive interfacial solar steam evaporation enhanced by dynamic water gating”為題，發表在Nature Communications上。
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