南京林业大学研究生院(南京林业大学研究生院官网)

南京林业大学研究生院，南京林业大学研究生院官网

太阳能驱动的蒸发是缓解世界淡水压力的一种很有前景的策略。对于蒸发器，需要配备新型光热转换材料，并调节太阳能发电过程中的热能损失，以提高蒸发效率。在此，探索了一种新型共晶镓铟 (EGaIn)/聚苯胺 (PANI) 配合物(EP)和纤维素纳米晶体 (CNC) 作为宽带光吸收的光吸收剂和颗粒均匀性的分散剂。 基于 Bénard-Marangoni 效应，双网络聚（乙烯醇）/聚（丙烯酰胺）（PM）水凝胶作为蒸发器，水/乙二醇作为溶剂来调节传热。具体来说，结合CNCs和EP，水凝胶具有优异的机械性能、光热转换性能和 电学特性。 在 1次阳光照射1小时的水中，水凝胶的表面温度可以达到 ≈38.7 °C。基于宽带光吸收和 Bénard-Marangoni效应的结合，其蒸发速率高于 1.50 kg m -2 h -1 。工程协同作用还使水凝胶具有多种感官能力、皮肤样功能和发电能力。这项工作展示了新型基于EGaIn的光热转换颗粒和一种调节高度太阳能驱动蒸发的热传递的新方法，重点是多功能太阳能蒸发系统的集成。

示意图1 a) C-EP，b) PM/C-EP 的制造。c) 太阳能蒸汽发生系统。

图5 a) 太阳能驱动蒸发系统的示意图。b,c) PM/C-E、PM/C-EP-1 和 PM/C-EP-2 在 1 小时（1 个太阳）内的质量变化和蒸发速率。d) PM/C-E、PM/C-EP-1和PM/C-EP-2在1太阳光照下的蒸发率比较。e) PM/C-EP-1 和 PM/C-EP-2 水凝胶在 10 wt.% NaCl 溶液（1 sun）中的蒸发速率。f) PM/C-EP-1（室温下 97 小时后）在纯水中 5 个循环（1 个太阳）的蒸发率。g) n-PM/C-EP-1 在纯水中 5 个循环（1 个太阳）的蒸发率。h) n-PM/C-EP-1 和 PM/C-EP-1 的太阳能吸收。i) n-PM/C-EP-1 和 PM/C-EP-1 在 1 次阳光照射下的蒸发率。

相关论文以题为 Dual-Network Liquid Metal Hydrogel with Integrated Solar-Driven Evaporation, Multi-Sensory Applications, and Electricity Generation via Enhanced Light Absorption and Bénard–Marangoni Effect 发表在 《Advanced Functional Materials 》上。通讯作者 是 南京林业大学 付宇教授 和新加坡国立大学 Swee Ching Tan 教授 。

参考文献：

doi.org/10.1002/adfm.202206287

南京林业大学研究生院(南京林业大学研究生院官网)