西华大学科研团队在太阳能界面蒸发领域取得研究进展

近日，西华大学材料科学与工程学院彭必友教授团队在国际一流的环境化学工程学报杂志Journal of Environmental Chemical Engineering（Q1，IF: 7.7）发表题为“Structurally regulated hydrogel evaporator with excellent salt-resistance for efficient solar interfacial water evaporation”的研究论文。黄冰雪博士、研究生唐锐为论文的第一作者，四川大学高分子材料工程国家重点实验室张伟教授、西华大学材料科学与工程学院彭必友教授为通讯作者。该项研究工作得到了四川省科技厅重点研发项目（Grant Nos. 2022YFG0366; 2023NSFSC04430）的支持。

清洁的水资源对人类社会的发展极为关键。全球近30亿人生活在严重缺水地区，海水淡化和污水净化是缓解水资源短缺的有效策略。然而，依赖热能或滤膜的传统海水淡化技术能耗较大，且需要大型且复杂的集中式基础设施。探索非常规水资源已经成为缓解淡水短缺的可行解决方案，其中太阳能蒸发是一种零能耗和环保的淡水获取方法。由于水凝胶独特的三维网络结构及成本较低、绿色可持续和优异的物理化学性能等优点，在太阳能蒸发器领域受到广泛的关注。

鉴于此，团队基于自研的新型直写3D打印平台，开发了三维结构化光热转换水凝胶材料，并以其为基础构建了太阳能蒸发器。该研究成果可广泛应用于海水淡化领域。得益于3D打印技术在水凝胶基体中构建的连通水体和蒸发面的微通道结构，项目所构建的太阳能蒸发器具有优异的水传输效率，表现出了高效且稳定的水蒸发效率（3.2 kg m-2 h-1）和优异的环境耐受性能。不仅如此，3D打印技术构建的微通道还提供了大量的传质空间，为蒸发后浓缩水体的排出提供了充足的通道，因此基于此所构建的太阳能蒸发器在高浓度盐水和污染废物中依然能够保持其优异的水蒸发性能，展现出了良好的应用前景。

黄冰雪，博士，讲师。2022年毕业于四川大学工学高分子材料工程国家重点实验室，主要从事高性能化水凝胶3D打印方面的基础研究与应用技术开发。以第一作者在Composites Part B、Carbohydrates Polymers、Journal of Materials Chemistry B，ACS Sustainable Chem. Eng等杂志上发表7篇，SCI他引多次，授权中国发明专利1项。

据了解，彭必友教授团队在“传承与创新结合，教学与科研并重，立德与育人并进”理念支撑下，通过一手抓教育教学创新，一手抓科学研究，逐渐打造了一支教育与科研相长的教学科研型队伍。近年来相继引进了四川大学的陈刚、黄冰雪，香港理工大学的谭鸿，澳大利亚国立大学的周海洋及上海交通大学的王若云等5名博士，逐渐形成了高性能、多功能3D打印材料制备及可定制化3D打印设备研发的特色研究方向。据悉，彭必友教授团队近三年获批国家自然科学基金、国家重点实验室开放基金、四川省科技厅科技重大专项、四川省科技厅重点研发项目、成都市科技局项目、东方电气集团等各类科研项目10余项，科研经费累计超过700万元。