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最近，在(zai)國家自(zi)然科(ke)(ke)(ke)學(xue)基金(jin)委、科(ke)(ke)(ke)技(ji)部和(he)中國科(ke)(ke)(ke)學(xue)院(yuan)的支持下，中科(ke)(ke)(ke)院(yuan)化學(xue)研(yan)究(jiu)所綠(lv)色印刷(shua)重點(dian)實驗室(shi)科(ke)(ke)(ke)研(yan)人員在(zai)前期(qi)構建的快速連續3D打印體系（Research , 2018 , 2018 , 4795604）基礎上，研(yan)究(jiu)人員與美國麻省(sheng)理(li)工學(xue)院(yuan)教授Nicholas Fang課題組合作，利用3D打印技(ji)術構造了三維(wei)錐形不對稱結構蒸發(fa)體系，在(zai)高(gao)鹽度下實現了高(gao)效太陽能利用和(he)高(gao)速水蒸發(fa)。

為(wei)實(shi)現(xian)高(gao)效(xiao)(xiao)的光(guang)熱轉(zhuan)換和海水(shui)(shui)蒸(zheng)(zheng)發(fa)，通過有效(xiao)(xiao)熱管理實(shi)現(xian)高(gao)效(xiao)(xiao)水(shui)(shui)傳輸和蒸(zheng)(zheng)發(fa)至關重要。研究(jiu)表明：所設(she)計的3D錐形結(jie)(jie)構表面可以束縛梯度(du)厚度(du)的水(shui)(shui)膜，同時3D蒸(zheng)(zheng)發(fa)器(qi)的不同高(gao)度(du)對太陽(yang)光(guang)的吸收不同，導致水(shui)(shui)的蒸(zheng)(zheng)發(fa)存(cun)在蒸(zheng)(zheng)發(fa)梯度(du)，主要的蒸(zheng)(zheng)發(fa)位點為(wei)3D結(jie)(jie)構的頂部，因此水(shui)(shui)膜沿3D結(jie)(jie)構的側壁呈現(xian)溫(wen)度(du)梯度(du)，并(bing)由于(yu)馬蘭戈尼效(xiao)(xiao)應使水(shui)(shui)流向更(geng)快的蒸(zheng)(zheng)發(fa)區(qu)域，從而顯著提高(gao)水(shui)(shui)蒸(zheng)(zheng)發(fa)速率(lv)和能量的利用(yong)效(xiao)(xiao)率(lv)。

高鹽度水蒸發時，水膜厚度梯度和蒸發場梯度導致3D結構表面存在鹽的濃度梯度和頂部鹽結晶特征，結晶的鹽很容易去除，因而可以連續工作。該系統的海水淡化速率達1.72kgm^-2h^-1，有很強的應用(yong)前(qian)景。

該研究成果(guo)近日發表于《自然-通(tong)訊》（Nat.Commun.,2020,11,521）上，通(tong)訊作者是宋(song)延林，第(di)一作者是吳(wu)磊。

圖(tu)：3D蒸發器的制備，3D蒸發梯度及頂部鹽(yan)結晶(jing)性質