海南大学海洋科学与工程学院黄玮&张明鑫团队近日在《Advanced Materials》（一区TOP期刊，IF=27.4）发表重磅成果，成功研发出介孔纳米凝胶喷雾。这种材料只需轻轻一喷，即可将普通材料升级为“超级蒸发器”：
40mg/cm²喷涂量下，蒸发速率达3.26kg/m²/h（1倍太阳光）
相比原始基底材料，效率最高提升297%
适用木材、滤膜、织物等多种商业化的基底材料
【研究背景】
水蒸发作为一种自然现象，是自然界和工业生产中至关重要的过程，在光合作用、海水淡化、脱水技术等多个领域中发挥着重要作用。然而，如何提高蒸发效率一直是科研人员关注的焦点。基于水簇蒸发机理，多孔网络结构能够促进水分子以团簇形式逃逸出蒸发界面，从而降低蒸发界面上的能耗（低焓蒸发）；水团簇在空气中，再进一步吸收环境能量破碎成单个气态分子。这种低焓蒸发过程，为提高界面蒸发速率提供了新的途径。近期的研究表面，疏水性孔或者微孔结构能够作为水“活化”的结构单元，促进水簇形成；但这些结构特性对水分子的传输过程会造成较大阻碍，难以适用于快速的界面蒸发过程。如何平衡这种水“活化”和水传输行为成为设计高性能界面蒸发材料的关键难题。
【技术亮点】
双重结构设计：
· 亲水外壳快速吸水
· 疏水介孔通道打破水分子氢键网络，形成易蒸发的"水簇"
蒸发能耗降低32%：分子动力学模拟证实，疏水纳米孔道使水扩散速度提升40%
NG的结构图
纳米喷雾对蒸发材料的界面改性图
纳米喷雾促进水分蒸发的机理图
连续7天循环使用性能稳定，5次浸泡-蒸发循环后效率仅下降14%
NGs@Substrate的实用性图
【科学意义】
该研究首次提出“表面结构优先”设计理念，用纳米凝胶改性蒸发界面，突破传统块状凝胶无法对水传输和水“活化”结构解耦合设计的局限。
课题组信息
团队名称：海水淡化与综合利用团队
团队负责人：黄 玮 副院长
团队老师成员：黄玮、张明鑫、王慧慧、刘钟馨、李燊
研究方向：团队面向国家海洋战略需求与《海南省“十四五”科技创新规划》海洋科技领域发展目标，以海水淡化技术为核心，高性能膜材料与膜组件为研究主体，充分利用海南得天独厚的光、热与海水资源，深入开展海水淡化、海洋能源转换、海洋化学资源利用等海水资源综合利用新技术研究。
课题组非常重视本科生和研究生的培养，欢迎同学们到课题组访问、咨询及加入研究团队。
论文信息
《Mesoporous Nanogel Sprays as Universal Evaporation Interface Modifiers for Boosting Water-Cluster Evaporation》
DOI:10.1002/adma.202419243
链接：https://doi.org/10.1002/adma.202419243
通讯作者：海南大学 海洋科学与工程学院 张明鑫&黄玮
第一作者：硕士研究生 朱海云
海南大学