太阳能驱动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,调节太阳能发电过程中的热能损失,以提高蒸发效率。共晶镓铟(EGaIn)因其良好的流动性、低廉的价格和毒性而备受关注,但EGaIn的窄光吸收范围限制了其在太阳能驱动蒸发领域的潜在应用。聚苯胺(PANI)具有良好的光热转换性能,它们的组合可以允许宽带光吸收并最大限度地减少红外辐射和热损失。然而,PANI和EGaIn颗粒的粉末状形状不适用于高度太阳能驱动的蒸发。
南京林业大学付宇教授与新加坡国立大学Tan Swee Ching教授团队合作,将EGaIn/PANI配合物(EP)和纤维素纳米晶体(CNC)结合,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。这使得水凝胶具有优异的机械性能、光热转换性能、和电气特性。在1个阳光照射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。该工作以题为“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。
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