北京
記者22日從中國科學院過程工程研究所獲悉，該所與深圳大學聯合團隊提出一種高分子“鎖扣”機制，成功將納米顆粒編織成三維光熱蒸發材料，使太陽能海水蒸發速率大幅提升，并通過戶外試驗裝置，實現了從海水淡化到農業灌溉的初步探索。相關成果發表在國際學術期刊《先進材料》雜志上。
界面太陽能水蒸發技術被視作綠色取水新途徑，但核心瓶頸在于：高性能納米光熱粉體做成宏觀器件時，納米顆粒極易“抱成團”、三維結構強度差，而且光照會逐漸導致材料老化失效。
聯合團隊采用一種新策略：先制備出多層空心結構的納米球殼，以此為“紐扣”，再依據高分子與溶劑的相容性原理，讓聚酯分子鏈像縫衣線一樣，精準穿過球殼細孔，把顆粒牢牢縫在一起，形成一片“納米森林”般的堅固三維網絡。這就像用一根根高分子線把納米球串起來，既防止“抱團”，又搭出了高效的水輸送通道。
實驗數據顯示，這種結構的太陽光吸收率達90.2%，蒸發同樣水量所需能量降低45.7%。在連續30天的海水加速老化中，沒有納米顆粒脫落，且材料在光照下不產生活性自由基，解決了有機基底降解難題。
團隊在中國科學院過程工程所廊坊工程試驗基地建成一套0.75平方米的戶外試驗裝置。自然光照下，該裝置每日產淡水20.16升，可滿足約10人的基本飲水，水質達到世衛組織飲用水標準。產出的淡水已成功灌溉5平方米農田一整年，菠菜、玉米、小白菜等作物均完成完整生長周期，驗證了農業灌溉的可行性。
來源：科技日報
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