東華大學(xué)の陳志鋼研究員チームは新しい生體模倣光熱織物を設(shè)計(jì)し、海水の効率的で持続的な蒸発を?qū)g現(xiàn)し、二次元フレキシブル光熱膜の大規(guī)模設(shè)計(jì)と太陽(yáng)エネルギー駆動(dòng)海水淡水工業(yè)化応用に新たな視點(diǎn)を開き、世界の淡水資源危機(jī)に対応するために助力を提供した。関連研究成果は近日『先進(jìn)材料』に発表された。

太陽(yáng)光海水淡水化の核心は光熱材料と蒸発裝置である。既存の光熱材料は主に三次元構(gòu)造材料と二次元膜を含み、両者はそれぞれ優(yōu)位性があるが、同時(shí)に一定の問題が存在し、実際の応用を制限している。

木の葉構(gòu)造と蒸散作用に啓発され、研究チームは商用ポリエステル（PET）単一繊維を原料とし、編組技術(shù)を通じて典型的な三層構(gòu)造を呈する二次元PET織物として構(gòu)築し、さらに修飾して木の葉構(gòu)造の光熱織物CPP-Hを得た。実験の結(jié)果、CPP-H織物の太陽(yáng)光吸収率は96.1%に顕著に上昇し、低熱損失と優(yōu)れた光熱変換性能を示し、同時(shí)に蒸発エンタルピーを低下させ、蒸発効率を向上させた。

その上で、研究者はCPP-H織物を高海水槽と低空槽の間に斜め掛けし、光斜め掛け蒸発器に組み立て、高海水槽から低空槽への海水輸送を?qū)g現(xiàn)した。太陽(yáng)の光に照らされて、織物は太陽(yáng)光を吸収してそれを熱に変換して、海水が最上階の上、下表面及び底層の上、下表面の計(jì)4つの平面で同時(shí)に蒸発することを促進(jìn)します。

CPP?H織物の蒸発モードは植物葉の蒸発過程をシミュレーションした。蒸発後の殘りの海水は塩水に濃縮され、低空収集槽に滴下され、蒸発器內(nèi)部の塩結(jié)晶の蓄積を効果的に回避する。実験結(jié)果により、この三層光熱織物の性能は類似材料に基づく伝統(tǒng)的な浮遊模型、単層織物懸垂模型または三層織物より優(yōu)れていることが明らかになった。

陳志鋼氏によると、チームは將來、光熱織物の成分、マイクロナノ構(gòu)造などが光吸収、光熱変換、蒸発過程に與える影響法則を深く探索し、蒸発速度をさらに最適化し、淡水生産コストを下げ、太陽(yáng)エネルギー海水淡水化の産業(yè)化への基礎(chǔ)を築き、淡水供給のグリーンシステムの構(gòu)築に協(xié)力する。