太阳能蒸发可以在不消耗化石燃料的情况下净化水质，被认为是解决全球可饮用水资源短缺问题最有希望的策略。然而，次优的结构和组成设计仍然导致光热转换、水传输和对恶劣环境的耐受性之间的权衡。

有鉴于此，中国科学院大学张锁江院士和中科院绿色过程与工程重点实验室王丹研究员等人，开发了一种具有中空多壳结构 (HoMS) 的超稳定的非晶态Ta₂O₅/C纳米复合材料，用于太阳能蒸发。

本文要点

1）通过从原子尺度到微/纳米尺度的精确结构设计，制造了由碳和无定形Ta₂O₅组成的HoMS，用于构建具有间接带隙和高效的光热转换，伴随着水分子以簇形式通过纳米通道的高速扩散。

2）这种HoMS可以实现高效的光吸收和光热转换，同时降低了实际的水蒸发焓，在1个太阳辐射条件下实现了超快的蒸发速度4.02 kg m⁻² h⁻¹，同时具有较长的周期稳定性。

3）更重要的是，可以从海水、含重金属和细菌的水中，甚至是从极酸/极碱的放射性水源中获得世界卫生组织标准的饮用水。值得注意的是，假病毒SC2-P的浓度在蒸发后可降低6个数量级。

参考文献：

Xuanbo Chen et al. Highly Efficient Photothermal Conversion and Water Transport During Solar Evaporation Enabled by Amorphous Hollow Multishelled Nanocomposites. Advanced Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adma.202107400

https://doi.org/10.1002/adma.202107400