Biomimetic Design of Capillary‐Driven Photothermal Fabric for Efficient Interface Evaporation

材料科学 光热治疗 蒸发 化学工程 毛细管作用 石墨烯 纳米技术 复合材料 热力学 物理 工程类
作者
Dongnan Zhang,Zijian Bai,Jianyu Jiang,Chenhao Ma,Jing Guo,Fengyu Quan,Hong Zhang,Yue Yu
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:21 (35): e2504092-e2504092 被引量:2
标识
DOI:10.1002/smll.202504092
摘要

Solar vapor generation (SVG) offers a promising solution to freshwater scarcity; however, current solar evaporators suffer from limitations in water transport, salt resistance, and scalability, hindering their commercial application. To address these challenges, this study introduces a biomimetic capillary-driven photothermal fabric. Using sodium alginate (SA) as the matrix, vinyl silicon-based nanoparticles (VSNP) and reduced graphene oxide (rGO) are integrated to form a multi-hybrid structure with interconnected flexible dynamic hydrogen bonds and rigid ionic cross-links. This configuration imparts the fibers with high strength (2.972 cN/dtex) and toughness (8.856% elongation at break). The alginate-based fabric, produced via wet spinning and weaving, retains outstanding mechanical and structural stability. Inspired by plant water transport mechanisms, the photothermal fabric efficiently channels water to the evaporation interface through its porous structure and capillary action. The rGO's π-π conjugation enhances the fabric's light absorption and photothermal conversion. Under 1 kW m-2 solar irradiation, the fabric's surface temperature reaches 118.5 °C, with an evaporation rate of 2.886 kg m-2 h-1, 6.87 times higher than pure water, and an evaporation efficiency of 118.95%. Additionally, the fabric exhibits excellent salt resistance, stable cyclic performance, and scalability for mass production, offering new potential for solar-driven evaporation technologies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
冻冻妖发布了新的文献求助10
1秒前
YYY完成签到,获得积分10
1秒前
Dracule发布了新的文献求助30
2秒前
zhaomy完成签到,获得积分10
2秒前
12we驳回了思源应助
3秒前
3秒前
酷波er应助不安若之采纳,获得10
3秒前
Jaden完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
朱制氢发布了新的文献求助30
8秒前
11秒前
学术小白完成签到,获得积分10
12秒前
白衣修身发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
白nb66完成签到 ,获得积分10
14秒前
Lucas应助隐形的映菱采纳,获得10
15秒前
17秒前
19秒前
boli完成签到,获得积分10
19秒前
zh123完成签到,获得积分10
19秒前
精神是块骨头完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
种花家的兔子完成签到,获得积分10
20秒前
guo发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
北风发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
23秒前
麦地娜发布了新的文献求助10
24秒前
胡图图完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
本恩宁完成签到 ,获得积分10
26秒前
舒适香菇发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
沉柒完成签到,获得积分10
26秒前
26秒前
坎衡发布了新的文献求助10
27秒前
12we完成签到,获得积分10
27秒前
北风发布了新的文献求助10
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6500890
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8295945
关于积分的说明 17705065
捐赠科研通 5597874
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2918467
邀请新用户注册赠送积分活动 1895685
关于科研通互助平台的介绍 1756624