【南林新闻中心讯】近日，我校杨小飞教授团队在纳米领域国际顶级学术期刊《ACS Nano》（译名《美国化学会-纳米》，影响因子15.881）发表题为“Surface Patterning of Two-Dimensional Nanostructure-Embedded Photothermal Hydrogels for High-Yield Solar Steam Generation”的研究论文。南京林业大学为该研究成果的第一完成单位，理学院青年教师陆依博士为论文第一作者，杨小飞教授为唯一通讯作者。

水是生命之源，淡水资源严重匮乏是全世界面临的重大课题。此外，现代经济社会的快速发展和人类生产生活的不断扩张导致了严重的水环境污染。利用高效的光热材料将丰富而清洁的太阳能转换为热能进行海水淡化和水质净化，具有绿色可持续、无污染、低成本等优点，被认为是解决全球性水危机的最有效手段之一。针对传统光热材料蒸汽转化速率低等不足，研究团队通过设计构建二维纳米结构嵌入式的新型一体化水凝胶，利用二维纳米材料交联形成的空间网络调控水分子间的氢键作用，从而降低液态水在水凝胶中的蒸发焓，减少液-汽转化所需的能量从而加快光热蒸汽转化速率。此外，根据太阳光的入射角度特点，对光热水凝胶进行表面重构；利用水凝胶表面倒金字塔结构温度的分布差异及界面的马格兰尼效应，调节蒸发界面下的水流速度及黏度，并增强水的传输及蒸汽转化效率。所制备出的新型光热水凝胶在一个太阳光的照射下实现了高达3.62 kg m-2 h-1的光热蒸发速率，同时对含有Cu2+、Cr2+、Pb2+等重金属离子的污染水体具有高效的净化效果。   

本研究得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省高校自然科学基金以及南京林业大学标志性成果培育建设项目等资助。

研究论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c02578