联合国政府间气候变化专门委员会的最新报告为世界供水描绘了一幅惨淡的画面：在地球上的 78 亿人中，大约有 40 亿人每年至少有一个月无法获得足够清洁的水。中国科学院理化技术研究所的研究人员表示，虽然已经提出了几种净水方案，但它们总是在某个关键点失败——通常，它们对于实际应用来说不够稳定、不够大或不够耐用。中国的厦门大学可能已经解决了这个问题。

在 3 月 22 日的Nano Research中，研究人员报告了一个新平台的详细信息，该平台使用阳光净化海水，与其他类似方法相比具有更高的能源效率（超过 90%），同时还避免了常见的陷阱。

我们提出了一种有机凝胶-水凝胶复合策略，用于优化太阳能驱动蒸发器在实际油污染水净化中的综合性能。超稳定的漂浮性、抗油污性、加速汽化过程、长期耐盐性和可扩展性集于一个平台。图片来源：纳米研究（2022 年）。DOI: 10.1007/s12274-022-4118-8

“家庭以及工业、农业和其他应用对淡水的需求巨大，因此开发了各种净水技术来缓解淡水资源的短缺，”论文作者、厦门大学材料学院的王淼：“比较这些途径，太阳能驱动的通过界面蒸发净化海水或受污染的水有望成为一种低成本的系统。”

这种净化方法利用阳光加热其表面的水，使液体蒸发并将受污染或含盐的对应物与水分子分离，然后以蒸汽的形式逸出到空气中，进入自然冷凝循环，变成干净的、可消耗的水。论文作者、厦门大学化学与化学工程学院和物理科学与技术学院的徐厚认为，问题在于，将这种方法推广到实际应用的尝试受到了石油污染、不稳定性、盐分的阻碍。结晶和复杂的制造过程。

“为了在相同的阳光下产生更多的纯净水，我们如何获得更多的能量来局部加热水以提高蒸发率 - 而不会遇到其他方法的缺点？” 侯说：“我们回答了这个问题，并设计了一个超稳定、耐盐分的蒸发器平台，可以保持加速蒸发，同时还能继续排斥油以防止污染。”

研究人员将两种凝胶混合在水包油乳液中。这种称为有机水凝胶的凝胶材料可以在物质相之间转移，但主要是包含在分子链网中的液体。通过在有机水凝胶中加入碳纳米管，研究人员创造了“热点”，可以将太阳光局部聚焦到水面，防止整个区域的热量散失。该材料的支化结构还有助于阻止能量耗散并有助于分子转移以防止盐结晶。

有机水凝胶具有低密度，因此当浸入水面以下时，它可以再次自浮以承受蒸发过程。升高的水围绕蒸发器，产生横向毛细排斥效应，其中油分子从被加热的水中剥离，就像水银从温度计的玻璃上剥离一样。

在实验测试中，该平台每小时每平方米蒸发约 2.4 公斤水，并且可以持续 240 小时而无需额外处理——即使在“严重的油污染”条件下，论文作者、中国科学院 (CAS) 的王树涛说) 物理与化学技术研究所仿生材料与界面科学重点实验室。

“我们开发了一种具有显着太阳能利用的防油污加热平台，即使在严重污染的水中也显示出实用的太阳能驱动水净化的巨大潜力，”王说：“我们希望这种经济和环保的方法能够有助于进一步缓解全球淡水资源短缺的问题。”