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芦苇叶启发的二氧化硅纳米纤维气凝胶与平行排列的容器耐盐太阳能脱盐( Reed Leaves Inspired Silica Nanofibrous Aerogels with Parallel-Arranged Vessels for Salt-Resistant Solar Desalination )
Xiangyang Dong Yang Si Chaoji Chen Bin Ding Hongbing Deng
对世界上数十亿人来说，充足和清洁的淡水仍然遥不可及。太阳能盐水淡化被认为是解决这一严重危机的最有希望的建议之一。然而，大多数已报道的蒸发器仍然存在着由于表面积聚的盐结晶而导致蒸发速率下降的问题。本文以芦苇叶片的维管束组织结构、蒸腾和防污功能为灵感，设计了具有平行排列的维管束和疏水表面的仿生分层纳米纤维气凝胶，用于高效、抗盐的太阳能海水淡化。可折叠的容器壁和柔性二氧化硅纳米纤维赋予了芦苇叶启发纳米纤维气凝胶（R-NFAs）优异的机械性能，并使其能够承受反复压缩。此外，R-NFAs还能有效地吸收阳光（光吸收效率为94.8%）并将盐水蒸发为水蒸气，与芦苇叶相似（1次阳光下蒸发速率为1.25kg·m-2·h-1）。更重要的是，在疏水表面和平行排列的容器的支持下，R-NFAs可以在高浓度盐水（饱和，26.3wt%)中稳定工作，在高强度光照下（直射6度）显示出强大的抗盐能力。结合抗盐孔和表面结构的R-NFAs有望为耐盐太阳能海水淡化提供一个设计概念。
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