人口增长和气候变化导致淡水资源面临空前压力，利用太阳能作为唯一能源输入的太阳能驱动界面蒸发是一种前瞻性的海水淡化策略。海水蒸发过程中的表面盐结晶将极大影响太阳能吸收和水分输送，进而降低蒸发性能。构建水通路，保证盐度梯度驱动的回流和扩散，可有效改善盐结晶的影响，但过高的水传输效率又可能会增加热量损失，平衡水传输与热管理是三维界面蒸发研究中的关键问题之一。
刘山虎教授课题组受天然大葱结构的启发，构建了一个基于硫化铜（CuS）和泡沫镍（NF）的三维分层卷曲圆柱形光热界面蒸发器，在1 kW·m−2的太阳辐射下实现了6.12 kg·m-2·h−1的蒸发速率。进一步研究表明，蒸发器的分层卷曲圆柱形结构减少了对下层水的热损失，优化了水输送和热管理之间的平衡。由于垂直和水平的水通道的协同作用，蒸发器在20 wt.%NaCl溶液中表现出优异的耐盐性和140小时的稳健脱盐性能。该工作为在极端条件下太阳能驱动海水蒸发器设计提供了理论和实验基础。
长期蒸发性能和耐盐性表征
户外蒸发实验和种植实验
论文第一作者为2022级程思杰博士，迄今在Advanced Functional Materials，ACS Applied Polymer Materials，Materials Today Chemistry和ACS Applied Nano Materials等期刊发表多篇论文。
以上工作受到了国家自然科学基金、中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院委托项目、河南省科技攻关项目资助。论文链接：
http://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.爱博体育23011
