中國科學(xué)院過程工程研究所與深圳大學(xué)聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)，在太陽能海水淡化領(lǐng)域取得重大突破。他們研發(fā)出一種基于高分子“鎖扣”機(jī)制的三維光熱蒸發(fā)材料，通過獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)顯著提升了太陽能海水蒸發(fā)效率，為解決全球淡水資源短缺問題提供了創(chuàng)新方案。

該材料通過多重散射和吸收效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了90.2%的太陽光吸收率。其核心創(chuàng)新在于納米限域空間對(duì)水分子氫鍵網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控作用，使蒸發(fā)等量水分所需的能量降低45.7%。實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下，單根蒸發(fā)體的蒸發(fā)速率達(dá)到每小時(shí)每平方米38.14千克，是團(tuán)隊(duì)此前開發(fā)的二維薄膜材料的8.5倍。

材料穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果令人振奮。經(jīng)過連續(xù)30天的海水加速老化試驗(yàn)，納米顆粒保持零脫落，且在光照條件下不產(chǎn)生活性自由基，有效解決了有機(jī)基底易降解的行業(yè)難題。這種優(yōu)異性能為材料的長期穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)百克級(jí)量化生產(chǎn)，并建成0.75平方米的戶外試驗(yàn)裝置。在自然光照條件下，該裝置日產(chǎn)淡水20.16升，可滿足10人基本飲水需求，產(chǎn)水水質(zhì)完全符合世界衛(wèi)生組織飲用水標(biāo)準(zhǔn)。更值得關(guān)注的是，產(chǎn)出的淡水已成功用于5平方米農(nóng)田灌溉，持續(xù)一年培育的菠菜、玉米、小白菜等作物均完成完整生長周期，驗(yàn)證了其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)用價(jià)值。

經(jīng)濟(jì)性分析顯示顯著優(yōu)勢(shì)。全生命周期成本測(cè)算表明，該裝置運(yùn)行兩年后，產(chǎn)水成本將低于市售瓶裝水。目前，科研團(tuán)隊(duì)正著力優(yōu)化冷凝效率，進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本，為技術(shù)在沿海缺水地區(qū)、海島及偏遠(yuǎn)區(qū)域的規(guī)模化應(yīng)用創(chuàng)造條件。這項(xiàng)創(chuàng)新成果有望讓陽光與海水轉(zhuǎn)化為惠及民生的安全淡水，為全球水資源危機(jī)提供中國解決方案。