太阳能驱动的界面蒸发为可持续淡水生产提供了一种很有前途的方法。然而，生产水蒸气所带来的高能耗从根本上制约了太阳能废水处理的实用化。
有鉴于此，美国得克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授报道了一种水凝胶中聚合物网络的拓扑结构设计策略，以实现水和热的协同管理。
文章要点
1）聚合物链的水化作用产生了大量弱结合水分子，促进了水的蒸发。
2）具有高交联密度的聚乙烯醇(PVA)网络是约束凝胶饱和含水量的骨架，被聚苯乙烯磺酸盐（PSS）网络渗透，其可以通过静电和氢键被水分子主动水合。通过这种互穿聚合物网络形成的凝胶（IPNG）可以将50%以上的所含水活化到中间状态。
3）研究人员通过使用经济高效的活性碳作为太阳能吸收器，结果显示，基于IPNG的太阳能蒸发器在一次太阳照射下的SVG速率达到了3.86 kg m−2 h−1，能源效率约为92%，并能有效地通过太阳能驱动去除来自具有长期耐久性的废水中的盐类、非挥发性洗涤剂和重金属离子。
这项工作表明，水凝胶基太阳能蒸发器中聚合物网络的拓扑工程是推进太阳能净水的一条很有前途的途径，为该技术走向实际应用铺平了道路。
Xingyi Zhou, et al, Topology-Controlled Hydration of Polymer Network in Hydrogels for Solar-Driven Wastewater Treatment, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202007012
https://doi.org/10.1002/adma.202007012
