浙江大学化学工程与生物工程学院聚合与聚合物工程研究所柏浩

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浙江理工大学许为中博士、邢赟硕士（共同一作）、刘爱萍教授（共同通讯作者）和浙江大学的柏浩教授（共同通讯作者）等在ACS Nano上发表了题为“Efficient water transport and solar steam generation via radially, hierarchically structured Aerogels”的研究论文。该团队在落羽杉以及针叶树管胞结构的启发下，提出了一种径向分级多孔结构的气凝胶用作高效的水传输和蒸发系统。采用径向冰模板法和低温原位自由基聚合技术，实现了具有毫米级别的径向发散通道、微米级别的褶皱和孔壁处形成的微孔以及纳米级别的分子网络的径向分级多孔结构的聚丙烯酰胺气凝胶（PAAm），然后在上表面负载一层碳纳米管（CNT）作为光吸收层。这种下层水传输层、上层光吸收层的仿生设计有利于毛细上升和太阳能水蒸发，实现了相对较快的（前一秒大于1cm，300s时大于9cm）、长距离的（190min内超过了28cm）自发、反重力传输水，除了纯水，还可传输海水、污水、地下水等；此外，在一个太阳光辐射下，实现了2.0 kg/m2/h的太阳能水蒸发速率，能量效率达到了85.7%。这种有效率的水传输和蒸发设计，为实现水的净化、再生和脱盐提供了一个潜在的解决策略。