太阳能驱动的界面蒸发已经成为一种高效、清洁水生产的创新和可持续技术。其实际应用依赖于新型的低成本、轻质和坚固的材料，这些材料可以集成到一个单片设备中，从而可以承受实际水资源上的各种条件。迄今为止，关于这方面的研究还比较少，同时，为了防止界面蒸汽发生器的永久性故障、恢复原有的功能和延长其使用寿命，人们迫切需要开发可自修复的构筑单元。
有鉴于此，中国海洋大学徐晓峰教授，英国剑桥大学Petri Murto报道了通过简单集成自愈合聚合物水凝胶，成功地制造了一种整体式、耐用和自浮的界面蒸汽发生器，并用于高性能太阳能驱动的水蒸发和海水淡化。
文章要点
1）所选择的复合聚合物作为水凝胶的构建块具有独特的设计优点，其合理性如下：i）利用PVA、SA和PAAS之间丰富的动态共价键和非共价键，通过化学和物理交联成功地形成了自愈合水凝胶。可以通过改变材料组件的质量比来调节它们的保水性、机械性能和自修复能力，从而首次开发出用于界面蒸汽发生器的自修复和耐损伤构建块；ii）通过自修复过程调节表面粗糙度和整合结构元素（太阳能吸收器和水路），大大简化了设计过程；iii）经过优化的材料组件和合理的器件架构，使得单片器件中能够对太阳能的吸收、浮力、耐久性、水扩散、热定位和耐盐性进行协同管理。
2）实验结果表明，该装置在1 min的日照条件下，获得了2.2 kg m−2 h−1的高而稳定的水分蒸发率。同时，由于PAAS诱导的复合水凝胶具有较高的渗透压和离子浓度，在盐度为36~210 g kg−1的盐水中保持了2.0 kg m−2 h−1以上的水分蒸发速率。其太阳能蒸发和海水淡化性能是效率最高的界面蒸汽发生器之一，超过了大多数以PVA、SA和PAAS为结构元件构建的器件。
这项工作突出了使用自愈合水凝胶制造坚固耐损的材料的巨大应用潜力，实现了新一代界面蒸汽发生器，可以在各种自然环境中自修复物理损害，避免永久性故障并恢复原来的功能。
参考文献
Fangbin Li, et al, Self-Repairing and Damage-T olerant Hydrogels for Efficient Solar-Powered Water Purification and Desalination, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202104464
https://doi.org/10.1002/adfm.202104464
