北京
記者22日從中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所獲悉，該所與深圳大學(xué)聯(lián)合團(tuán)隊(duì)提出一種高分子“鎖扣”機(jī)制，成功將納米顆粒編織成三維光熱蒸發(fā)材料，使太陽(yáng)能海水蒸發(fā)速率大幅提升，并通過(guò)戶外試驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了從海水淡化到農(nóng)業(yè)灌溉的初步探索。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》雜志上。
界面太陽(yáng)能水蒸發(fā)技術(shù)被視作綠色取水新途徑，但核心瓶頸在于：高性能納米光熱粉體做成宏觀器件時(shí)，納米顆粒極易“抱成團(tuán)”、三維結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，而且光照會(huì)逐漸導(dǎo)致材料老化失效。
聯(lián)合團(tuán)隊(duì)采用一種新策略：先制備出多層空心結(jié)構(gòu)的納米球殼，以此為“紐扣”，再依據(jù)高分子與溶劑的相容性原理，讓聚酯分子鏈像縫衣線一樣，精準(zhǔn)穿過(guò)球殼細(xì)孔，把顆粒牢牢縫在一起，形成一片“納米森林”般的堅(jiān)固三維網(wǎng)絡(luò)。這就像用一根根高分子線把納米球串起來(lái)，既防止“抱團(tuán)”，又搭出了高效的水輸送通道。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，這種結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)光吸收率達(dá)90.2%，蒸發(fā)同樣水量所需能量降低45.7%。在連續(xù)30天的海水加速老化中，沒(méi)有納米顆粒脫落，且材料在光照下不產(chǎn)生活性自由基，解決了有機(jī)基底降解難題。
團(tuán)隊(duì)在中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程所廊坊工程試驗(yàn)基地建成一套0.75平方米的戶外試驗(yàn)裝置。自然光照下，該裝置每日產(chǎn)淡水20.16升，可滿足約10人的基本飲水，水質(zhì)達(dá)到世衛(wèi)組織飲用水標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)出的淡水已成功灌溉5平方米農(nóng)田一整年，菠菜、玉米、小白菜等作物均完成完整生長(zhǎng)周期，驗(yàn)證了農(nóng)業(yè)灌溉的可行性。
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
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