近期，中國科學(xué)院過程工程研究所（以下簡稱過程工程所）研究員楊乃亮與深圳大學(xué)教授王丹團(tuán)隊(duì)聯(lián)合提出一種“高分子穿插束縛納米顆粒”的三維集成策略，利用高分子鏈鎖扣中空多殼層結(jié)構(gòu)（HoMS），構(gòu)筑出3D光熱架構(gòu)，在實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)現(xiàn)了每小時每平方米面積38.14千克的光熱界面蒸發(fā)速率，并集成光伏-光熱耦合系統(tǒng)，通過戶外試驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了從海水淡化到農(nóng)業(yè)灌溉的初步探索。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

　　此前，研究團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出基于HoMS的二維蒸發(fā)膜材料，蒸發(fā)速率達(dá)每小時每平方米面積4.02千克，刷新了紀(jì)錄。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步攻克了材料宏量制備與三維集成核心難題，采用次序模板法，在過程工程所廊坊工程試驗(yàn)基地進(jìn)行放大，通過20升水熱釜與多溫區(qū)隧道爐精準(zhǔn)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了非晶五氧化二鉭/碳復(fù)合中空多殼層材料百克級穩(wěn)定量化制備。隨后，該材料在海水加速老化試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了30天無顆粒脫落。

　　據(jù)介紹，該復(fù)合結(jié)構(gòu)在微納尺度上呈現(xiàn)“納米森林”形貌。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，通過多重光散射與吸收通道，全太陽光譜吸收率達(dá)90.2%。同時，納米限域效應(yīng)重構(gòu)水分子氫鍵網(wǎng)絡(luò)，使水體蒸發(fā)能耗降低45.7%，蒸發(fā)速率較前期的二維薄膜提升了8.5倍...[查看原文]