由于太阳能蒸汽效率高，环境影响小，通过界面蒸发的新兴太阳能海水淡化展示出克服全球水资源短缺的巨大潜力。然而，加热界面处的溶质积累严重影响了当前太阳能蒸发系统的性能和长期稳定性。

马里兰大学胡良兵课题组报道了一种自动再生太阳能蒸发器的新策略，通过在木材的自然结构中钻一个简单的通道阵列来制造用于长期太阳能海水淡化的蒸发器，其具有优异的防污性能。作为概念验证，研究者选择具有低热导率（0.29 W m^-1 K^-1）的表面碳化椴木和独特的通道阵列结构作为自再生太阳能蒸发器的模型。

毫米级钻孔通道与来自树木质部细胞的微米级木材通道一起提供了一系列具有不同水力传导率的低曲折通道，这些通道本身通过在木质通道中自然发现的一系列孔相互连接(即“凹坑”)。具体而言，在相同的压力梯度下，根据通道直径和体积流量之间的第四功率关系，钻孔通道的水通量高于木通道。因此，在相同的太阳辐照度下，钻孔通道中的盐浓度将远低于木材通道内的盐浓度，从而导致面内浓度梯度。浓度梯度导致钻孔和木材通道通过通道壁的1-2μm凹坑自发地进行盐交换。具有高水力传导性的钻孔通道因此起到盐排斥通道的作用，钻孔通道和本体溶液之间更快的盐交换使得钻出的通道中增加的盐浓度可以转移回本体溶液，从而实现蒸发器的实时自我再生。

通过这种多向传质机制，设计的太阳能蒸发器可在连续太阳能海水淡化过程中实现实时防污，在1个太阳辐射下，在高浓度盐溶液（20 wt％NaCl）中也能表现出最高效率（≈75％），以及长期稳定性（超过100 h的连续性）。

Yudi Kuang, Chaoji Chen, Shuaiming He, Emily M. Hitz, Yilin Wang, Wentao Gan, Ruiyu Mi, Liangbing Hu, A High‐Performance Self‐Regenerating Solar Evaporator for Continuous Water Desalination. Advanced Materials, 2019.

DOI: 10.1002/adma.201900498

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201900498