曲怡臻 科技日報記者 王祝華

4月14日，記者從海南大學獲悉，該校南海海洋資源利用國家重點實驗室黃瑋團隊成功構建傾斜式雙親水Janus蒸發器，為長期、高效、協同提取淡水和礦物鹽資源提供新的可能性。相關成果以“雙親水兩面蒸發器用于高效雙模式太陽能水蒸發”為題，發表在《化學工程雜志》上。

太陽能驅動的界面水蒸發系統為解決全球淡水資源危機提供了一種綠色、環保、可持續的技術方案。然而，目前大多數水蒸發器存在成本較高、光熱轉換效率較低和抗鹽能力差等問題，難以實現技術的實用化。探索具有低成本、高能量轉換效率、可擴展以及長效耐鹽的界面水蒸發系統對實現太陽能海水淡化系統的廣泛應用至關重要。

黃瑋團隊采用靜電紡絲膜作為頂部蒸發層，無紡布作為底部供水層，構建一種雙親水性Janus結構蒸發器，并結合傾斜隔離結構，實現長期高效水蒸發和靈活的鹽處理。這樣的蒸發器具有充分的水分輸送、良好的能量限域和靈活的鹽處理等特點，不僅可以在10 wt%的氯化鈉（NaCl）溶液中穩定工作200個小時且無鹽結晶，而且可以在一個太陽光下達到每平方米日采鹽260克的高效采鹽率。

研究團隊發現，具有封裝結構的靜電紡絲膜能夠實現較好的能量限域效果，極大提高光熱轉換性能，能夠在不破壞蒸發性能的情況下減少50%的材料用量。在蒸發器中，靜電紡絲膜蒸發層和無紡布供水層的水導率差異有效地抑制內部由于液體表面張力不同引起的液體流動的現象。此外，傾斜的隔離結構在無紡布內部構建鹽度梯度，實現離子的單向傳輸。