近日，西華大學材料科學與工程學院彭必友教授團隊在國際一流的環(huán)境化學工程學報雜志Journal of Environmental Chemical Engineering（Q1，IF: 7.7）發(fā)表題為“Structurally regulated hydrogel evaporator with excellent salt-resistance for efficient solar interfacial water evaporation”的研究論文。黃冰雪博士、研究生唐銳為論文的第一作者，四川大學高分子材料工程國家重點實驗室張偉教授、西華大學材料科學與工程學院彭必友教授為通訊作者。該項研究工作得到了四川省科技廳重點研發(fā)項目（Grant Nos. 2022YFG0366; 2023NSFSC04430）的支持。

清潔的水資源對人類社會的發(fā)展極為關(guān)鍵。全球近30億人生活在嚴重缺水地區(qū)，海水淡化和污水凈化是緩解水資源短缺的有效策略。然而，依賴熱能或濾膜的傳統(tǒng)海水淡化技術(shù)能耗較大，且需要大型且復雜的集中式基礎(chǔ)設(shè)施。探索非常規(guī)水資源已經(jīng)成為緩解淡水短缺的可行解決方案，其中太陽能蒸發(fā)是一種零能耗和環(huán)保的淡水獲取方法。由于水凝膠獨特的三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及成本較低、綠色可持續(xù)和優(yōu)異的物理化學性能等優(yōu)點，在太陽能蒸發(fā)器領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。

鑒于此，團隊基于自研的新型直寫3D打印平臺，開發(fā)了三維結(jié)構(gòu)化光熱轉(zhuǎn)換水凝膠材料，并以其為基礎(chǔ)構(gòu)建了太陽能蒸發(fā)器。該研究成果可廣泛應用于海水淡化領(lǐng)域。得益于3D打印技術(shù)在水凝膠基體中構(gòu)建的連通水體和蒸發(fā)面的微通道結(jié)構(gòu)，項目所構(gòu)建的太陽能蒸發(fā)器具有優(yōu)異的水傳輸效率，表現(xiàn)出了高效且穩(wěn)定的水蒸發(fā)效率（3.2 kg m-2 h-1）和優(yōu)異的環(huán)境耐受性能。不僅如此，3D打印技術(shù)構(gòu)建的微通道還提供了大量的傳質(zhì)空間，為蒸發(fā)后濃縮水體的排出提供了充足的通道，因此基于此所構(gòu)建的太陽能蒸發(fā)器在高濃度鹽水和污染廢物中依然能夠保持其優(yōu)異的水蒸發(fā)性能，展現(xiàn)出了良好的應用前景。

黃冰雪，博士，講師。2022年畢業(yè)于四川大學工學高分子材料工程國家重點實驗室，主要從事高性能化水凝膠3D打印方面的基礎(chǔ)研究與應用技術(shù)開發(fā)。以第一作者在Composites Part B、Carbohydrates Polymers、Journal of Materials Chemistry B，ACS Sustainable Chem. Eng等雜志上發(fā)表7篇，SCI他引多次，授權(quán)中國發(fā)明專利1項。

據(jù)了解，彭必友教授團隊在“傳承與創(chuàng)新結(jié)合，教學與科研并重，立德與育人并進”理念支撐下，通過一手抓教育教學創(chuàng)新，一手抓科學研究，逐漸打造了一支教育與科研相長的教學科研型隊伍。近年來相繼引進了四川大學的陳剛、黃冰雪，香港理工大學的譚鴻，澳大利亞國立大學的周海洋及上海交通大學的王若云等5名博士，逐漸形成了高性能、多功能3D打印材料制備及可定制化3D打印設(shè)備研發(fā)的特色研究方向。據(jù)悉，彭必友教授團隊近三年獲批國家自然科學基金、國家重點實驗室開放基金、四川省科技廳科技重大專項、四川省科技廳重點研發(fā)項目、成都市科技局項目、東方電氣集團等各類科研項目10余項，科研經(jīng)費累計超過700萬元。