界面太阳能蒸汽发电(ISSG)系统作为一种可持续的海水淡化技术，因其成本效益高、零化石能源消耗而受到广泛关注。以优化海水淡化性能为目标，材料和系统设计一直是当前的研究重点。最近，由于其从自然界继承的高效结构，经过数亿年的进化微调，以及低成本和易于调节，许多新的生物衍生/生物启发的设计策略被提出。

有鉴于此，重庆大学李猛副教授等人，从光学设计、润湿、热管理和整体系统设计等方面系统地报道了近年来生物衍生/生物启发材料方面的研究进展，概述了仿生材料在ISSG系统和其他应用领域面临的挑战。综述了生物衍生/仿生材料在ISSG系统中的最新进展，并对进一步研究方向提出了建议，以提高生物衍生/仿生材料的性能。

本文要点

1）综述了近年来ISSG结构设计和材料选择的研究现状，阐述了各类光热转换材料的工作机理、优缺点。更重要的是们介绍了近年来仿生材料在ISSG中的具体应用。经过数千年演变的天然生物质的复杂结构在太阳能吸收、水输送、隔热和冷凝方面表现出优异的性能。因此，研究人员在 ISSG 的直接或仿生应用中利用生态生物质材料来产生蒸汽并收集纯净水。生物质材料的天然结构和功能为ISSGs的性能提升提供了一条有吸引力的途径，在海水淡化、污水处理、杀菌、消毒、热电发电、红外探测和医疗热疗等领域具有重要的研究价值。除了环保、可重复使用、可扩展性和低成本等附加特性外，仿生材料将成为近期 ISSG 研究的重要方面之一。

2）尽管仿生材料比传统的光热材料具有优势，但工业生产应用仍然存在如下挑战。 (i) 在材料方面，生物质基光热转化材料的合成工艺有待进一步改进，以满足制备简单、低成本的要求； (ii) 对生物质材料的形态和结构进行出色控制以促进大规模工业应用中极高的产水率是一项挑战； (iii) 需要进一步开发综合通用功能性仿生材料以减少组件数量。 (iv) 在系统方面，需要进一步研究系统中不同仿生部分如太阳能热材料、水传输和隔热材料、冷凝材料之间的相关性和相互作用机制，以优化系统性能。

参考文献：

Geng, Y., Jiao, K., Liu, X. et al. Applications of bio-derived/bio-inspired materials in the field of interfacial solar steam generation. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3834-9

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3834-9