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近日(ri)，中國海洋大學材(cai)料科學與工程學院徐曉峰(feng)教授課題組在國際頂尖材(cai)料期刊Advanced Functional Materials發(fa)表了題為(wei)“Solar-Driven Interfacial Evaporation and Self-Powered Water Wave Detection Based on an All-Cellulose Monolithic Design”（《基于全纖維素材(cai)料的(de)一(yi)體(ti)化設計(ji)實現光(guang)熱界面蒸發(fa)和自供電波浪監測》）的(de)研究(jiu)成果(guo)。

本(ben)項研(yan)究針對全纖維素基(ji)光/熱能量轉換器件與(yu)納米摩擦發電(dian)機一體式(shi)系統的(de)(de)設計與(yu)構建(jian)，實現了污水(shui)處理(li)、海水(shui)淡化與(yu)波浪(lang)監(jian)測的(de)(de)有(you)效結合(he)與(yu)協同利用。材料科學與(yu)工程學院2019級博士研(yan)究生李娜(na)為本(ben)論文的(de)(de)第一作者。

目(mu)前，淡水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)短缺已(yi)成為(wei)制(zhi)約人類與(yu)自然可持續(xu)發展的(de)重大問(wen)題(ti)之(zhi)一(yi)(yi)。利(li)用豐(feng)富(fu)無污染的(de)太陽能驅動界面水(shui)(shui)蒸發來實現高效(xiao)(xiao)的(de)水(shui)(shui)凈化，近年來成為(wei)污水(shui)(shui)處理和海(hai)水(shui)(shui)淡化領域的(de)研究(jiu)熱點之(zhi)一(yi)(yi)。然而(er)，光/熱水(shui)(shui)凈化技術在(zai)提高水(shui)(shui)蒸發與(yu)收集效(xiao)(xiao)率、環境(jing)友好(hao)材料使用、三維一(yi)(yi)體(ti)式器件設計、多種能量協同收集與(yu)利(li)用等方面還存在(zai)很多亟待解(jie)決的(de)問(wen)題(ti)。

徐曉峰(feng)教授(shou)課題組通(tong)過(guo)對(dui)納米纖維素(su)材料的(de)改(gai)性和微(wei)觀結構調控制備了(le)(le)一體式全(quan)纖維素(su)基太陽能(neng)(neng)驅動(dong)光/熱(re)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器件(jian)，實現了(le)(le)高效(xiao)、穩(wen)定(ding)、耐用和環境(jing)友好(hao)的(de)污水凈化和海水淡化。基于(yu)光/熱(re)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器件(jian)出(chu)色的(de)自漂浮能(neng)(neng)力，成功地將(jiang)其與(yu)納米摩擦(ca)發電機結合(he)，實現了(le)(le)對(dui)開放水域中(zhong)常見波浪信號的(de)有(you)效(xiao)測(ce)量(liang)(liang)，拓展了(le)(le)光/熱(re)能(neng)(neng)量(liang)(liang)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器件(jian)對(dui)水文環境(jing)監測(ce)的(de)新功能(neng)(neng)，本部分的(de)器件(jian)制備與(yu)測(ce)試獲得材料科學(xue)與(yu)工(gong)程學(xue)院李瀟逸教授(shou)的(de)大力支(zhi)持(chi)和協助。

近年(nian)來，徐曉峰教授(shou)課題組圍(wei)繞著太(tai)陽能(neng)的綜(zong)合(he)利用(yong)，在高效光/電和(he)光/熱轉換材(cai)料(liao)與智能(neng)器件領(ling)域開展(zhan)了(le)一系列研究(jiu)工(gong)作(zuo)。部分研究(jiu)成果于(yu)2020年(nian)陸續發(fa)表(biao)在Nano Energy，J.Mater.Chem.A等(deng)國際頂尖材(cai)料(liao)和(he)能(neng)源類期(qi)刊上。相關工(gong)作(zuo)獲(huo)得山(shan)東省泰山(shan)學(xue)(xue)者青年(nian)項目、中國海洋(yang)大學(xue)(xue)青年(nian)英才工(gong)程啟動基金和(he)山(shan)東省自然科(ke)學(xue)(xue)基金的資助(zhu)，得到了(le)學(xue)(xue)校材(cai)料(liao)科(ke)學(xue)(xue)與工(gong)程學(xue)(xue)院(yuan)、化學(xue)(xue)化工(gong)學(xue)(xue)院(yuan)、海洋(yang)生(sheng)命學(xue)(xue)院(yuan)多位(wei)合(he)作(zuo)教授(shou)的支持和(he)協(xie)助(zhu)。