界面太阳能蒸汽发电（ISSG）利用局部加热技术在水-蒸汽界面蒸发，以其高效的太阳能-热能转换效率实现可持续、生态友好的饮用水再生过程而备受关注。

近日，受企鹅毛、北极熊毛等具有大孔结构的天然隔热材料抑制对流换热的启发，中科大俞书宏院士设计并制备了一种具有层次化大孔骨架的三维伸展构架海绵材料。

文章要点

1）为了构建具有层次化大孔的热化磷酸二氢铵改性三聚氰胺海绵（TAMS），研究人员先用0.001 mol L^-1NH₄H₂PO₄水溶液在80 °C烘箱中处理具有互连宏观通道的清洁MS 12 h。经过处理后，海绵骨架中的伯氨基和仲氨基将与磷酸二氢结合，形成不同层次的内外成分。然后，将磷酸二氢铵浸泡的三聚氰胺海绵（AMS）在氮气气氛中以10 °C⁻¹的升温速率在800 °C下热解5 min。在相同条件下对海绵进行热解，制得热敏三聚氰胺海绵（TMS）。

2）与没有大孔骨架的TMS相比，由于具有三维互连的空心骨架，TAMS表现出较低的导热系数。在作为太阳能吸收剂应用于ISSG时，具有抑制对流换热和增强耐盐性的潜力，最大蒸发率达到2.33 kg m⁻² h⁻¹，相当于一次日照下93%的能效。

这项工作对于推动仿生层次结构在ISSG饮用水发电中的实际应用具有重要意义。

参考文献

Hao-Yu Zhao, et al, Biomimetic Design of Macroporous 3D Truss Materials for Efficient Interfacial Solar Steam Generation, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.1c10184

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c10184