海南大学海洋科学与工程学院研究团队开发出的具有疏水介孔通道的纳米凝胶喷雾,阐述了该喷雾的作用原理、效果以及对工业脱水、海水淡化等领域的重要意义。
近日,有报道传来一则令人振奋的科研消息。海南大学海洋科学与工程学院的研究团队凭借着不懈的努力与创新精神,成功开发出了一种独具特色的纳米凝胶喷雾。这种纳米凝胶喷雾具有疏水介孔通道,其神奇之处在于,只需要通过简单的喷涂操作,就能够让普通商用的亲水材料的界面蒸发速率得到大幅提升,提升幅度近3倍之多。这一创新成果无疑为工业脱水、海水淡化等重要领域带来了新的技术革新希望。
水蒸发,作为自然界水循环的核心环节,在众多工业领域都有着不可忽视的重要应用价值,比如海水淡化、食品脱水等。然而,传统的界面蒸发材料在设计策略上,普遍采用“水活化”与水传输相耦合的方式。这种设计虽然有其合理性,但却给材料的制备过程带来了显著的技术挑战,使得传统材料在蒸发效率等方面存在一定的局限性。
为了突破传统材料的局限,研究团队大胆创新,采用了分子自组装技术。经过无数次的尝试与探索,他们成功研制出了具有特殊结构的纳米凝胶材料。这种纳米凝胶由极其微小的颗粒构成,其颗粒直径仅为头发丝的万分之一。在纳米尺度下,这些微小颗粒相互作用,在纳米凝胶内部形成了独特的蜂窝状疏水介孔纳米通道。
这些纳米通道具有非常特殊的构造,通道的外壁呈现亲水特性,而内壁则是疏水的。这种特殊构造就如同为水分子搭建了一个“分子滑梯”。当水分子接触到纳米凝胶时,外壁的亲水性能够促进水分子快速活化,形成“水团簇”。而内壁的疏水性则确保这些“水团簇”能够顺利地滑出材料表面,从而完成蒸发过程,大大提高了蒸发效率。
实验数据是最好的证明。经过该纳米凝胶喷涂处理的无纺布材料,在阳光照射的条件下,每小时每平方米能够实现3.26公斤的蒸发速率。与未经过处理的材料相比,蒸发速率提升了297%,效果十分显著。
这种突破性的技术,就像是给传统材料的蒸发模式装上了“涡轮增压”装置,将传统材料的“自然蒸发”模式彻底转变为高效的蒸发状态。而且,该纳米凝胶喷雾对基材具有极强的适应性。无论是木材、滤膜,还是布料等多种不同类型的材料,只需要经过简单的喷涂处理,都能够转变为高效蒸发器,为不同领域的应用提供了极大的便利。
本文介绍了海南大学海洋科学与工程学院研究团队开发的具有疏水介孔通道的纳米凝胶喷雾,它能提升普通商用亲水材料界面蒸发速率近3倍。研究团队采用分子自组装技术研制出特殊纳米凝胶材料,其内部纳米通道促进水分子蒸发。实验表明处理后的材料蒸发速率大幅提升,且该技术对多种基材适应性强,为工业脱水、海水淡化等领域带来革新。本文总结