近日，中科院过程工程研究所研究员王丹团队报道了一种具有中空多壳层结构（HoMSs）的非晶纳米复合物。将其作为界面光热蒸水材料，有效地提升了光热转换以及水输运效率，实现了高速、高稳定性、高环境耐受力的光热蒸水。相关论文发表于《先进材料》。

淡水资源紧缺是人类面临的重大挑战，科学家试图寻求一种无需耗电、没有地域限制的材料，实现仅依靠太阳能的高效水净化。界面光热蒸水被视为一种获得饮用水的绿色新途径。光热蒸水的核心是光热界面材料，而半导体材料具有稳定性高、选材范围广等优势，具有巨大的应用潜力。

王丹团队通过对HoMS光热蒸水的过程分析，利用该团队发展的次序模板法，首次制备了非晶五氧化二钽/碳复合HoMS材料，并从材料组成、结构的角度研究了其对光热蒸水行为的增强机制。研究表明，非晶化设计和碳复合，有效提升了太阳能吸收，提升了光热转换效率和界面热传导；设计的HoMS纳微结构，强化了太阳能捕获，并通过毛细作用和内建热场，加速了水的输运。同时，HoMS的孔道结构，削弱了孔道内水分子之间的氢键，降低了水的实际蒸发焓，达到了高效蒸水的效果。

实验结果证实，这种独特的结构和组成实现了高达4.02 kg/m2h的光热蒸发水速率，并可稳定运行30天以上，蒸水速率基本不变。特别是在海水、含重金属离子污水、含病毒水源以及强酸强碱溶液等不同苛刻条件下，该材料仍可保持高的蒸水速率和稳定性。经冷凝收集的清洁水，已达到我国和世界卫生组织的饮用水标准。

目前，该研究团队正在积极准备小型便携式净水设备及海水淡化样机，以满足相关场景下的应用需求。

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202107400