太阳能驱动蒸汽产生技术因其绿色、低成本、可灵活设计等特性被视为缓解人类淡水危机的有效策略。然而,蒸发器使用过程的盐垢问题抑制了蒸发器的蒸发性能和长期使用,同时传统抗盐蒸发器在高盐度环境下单独依靠单通道的扩散、对流排盐等面临着无法有效实现高效排盐的难题。
图1:仿鱼鳃蒸发器的设计思路(图源:Advanced Functional Materials)
制备的仿鱼鳃蒸发器能够在25.0 wt.% NaCl溶液中实现2.11 kg m-2 h-1蒸发速率,同时能在一个太阳辐射下连续工作140 h保持蒸发表面清洁且蒸发速率稳定。
图2:仿鱼鳃蒸发器的排盐机理(图源:Advanced Functional Materials)
进一步地,作者拓展了仿鱼鳃蒸发器在实际环境中的应用,提出了养殖废水淡化-锦鲤培养自循环系统,并通过对淡化后养殖废水的浓度检测、锦鲤真实条件养殖、细胞相容安全检验等方面验证了以太阳能为唯一输入能源的、一体化的、零液体排放的自循环养殖体系的可行性与安全有效性,为利用太阳能实现零污染水产养殖带来新的策略,同时为家庭免换水鱼缸的构建提供思路。
图3:仿鱼鳃蒸发器的实际应用(图源:Advanced Functional Materials)
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202300318
作者简介

宋延林,中国科学院化学研究所研究员,绿色印刷重点实验室主任,中国科学院大学长江学者特聘教授。中国材料研究学会、中国印刷技术协会、中国感光学会、中国微米纳米技术学会常务理事;国际电工协会印刷电子工作组专家,Research、Droplet副主编, J. Mater. Chem. C、Infomat、Giant、Carbon Energy 等期刊编委。主要从事光电功能材料、纳米材料与绿色印刷技术研究。作为首席科学家或项目负责人主持国家重点研发计划、中科院战略先导研究计划等项目30余项。已发表SCI 收录论文500余篇,H指数100,被引用35,000余次,并多次被Nature、Science等作为研究亮点报道。主持和参加编写英文专著15部,中文专著2部;获授权中国发明专利100余项,美国、日本、欧盟、韩国等授权发明专利26项。获 2008年和2005 年国家自然科学二等奖,2016年北京市科学技术一等奖;2006 年获国家杰出青年科学基金资助。先后获中国青年科技奖、中国化学会-阿克苏诺贝尔化学奖、IEC1906奖、中科院杰出青年、中国科协求是杰出青年成果转化奖、毕昇印刷技术奖和中华印制大奖等。入选首批科技北京领军人才、中青年科技创新领军人才、万人计划、国家百千万人才工程及全国优秀科技工作者等。

吴磊,博士,中国科学院化学研究所副研究员,中国科学院青年创新促进会会员,中国工程前沿杰出青年学者,入选中国化学会推荐的中国科协人才托举工程。目前主要从事3D打印相关研究,包括3D打印方法、界面浸润性调控等方面的研究工作。以第一作者或通讯作者在Nat. Commun., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater., Research等期刊发表研究论文16篇,申请和授权中国发明专利10余项。
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