Efficient Water Transport and Solar Steam Generation via Radially, Hierarchically Structured Aerogels

气凝胶 水运 材料科学 环境科学 海水淡化 太阳能 蒸发 蒸腾作用 工艺工程 纳米技术 化学工程 环境工程 水流 化学 光合作用 气象学 物理 工程类 生物 生物化学 生态学
作者
Weizhong Xu,Yun Xing,Jian Liu,Huaping Wu,Ying Cui,Dewen Li,Daoyou Guo,Chaorong Li,Aiping Liu,Hao Bai
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:13 (7): 7930-7938 被引量:340
标识
DOI:10.1021/acsnano.9b02331
摘要

A nature-inspired water-cycling system, akin to trees, to perform effective water and solar energy management for photosynthesis and transpiration is considered to be a promising strategy to solve water scarcity issues globally. However, challenges remain in terms of the relatively low transport rate, short transport distance, and unsatisfactory extraction efficiency. Herein, enlightened by conifer tracheid construction, an efficient water transport and evaporation system composed of a hierarchical structured aerogel is reported. This architecture with radially aligned channels, micron pores, and molecular meshes is realized by applying a radial ice-template method and in situ cryopolymerization technique. This nature-inspired design benefits the aerogel excellent capillary rise performance, realizing a long-distance (>28 cm at 190 min) and quick (>1 cm at 1 s, >9 cm at 300 s) antigravity water transport on a macroscopic scale, regardless of clean water, seawater, sandy groundwater, or dye-including effluent. Furthermore, an efficient water transpiration and collection is performed by the bilayer-structured aerogel with a carbon heat collector on an aerogel top, demonstrating a solar steam generation rate of 2.0 kg m-2 h-1 with the energy conversion efficiency up to 85.7% under one solar illumination. This biomimetic design with the advantage of water transport and evaporation provides a potential approach to realize water purification, regeneration, and desalination.
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
Tong123发布了新的文献求助10
刚刚
机智的舞蹈应助ZZZZ采纳,获得10
刚刚
憨憨韩发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
innocent完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
科研通AI6.2应助kaka学习采纳,获得10
2秒前
2秒前
安云野完成签到,获得积分10
2秒前
负责的惜文完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
酷波er应助詹詹采纳,获得10
4秒前
打打应助无一采纳,获得10
5秒前
lemon完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
xz完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
小趴菜发布了新的文献求助10
7秒前
小马甲应助He采纳,获得10
7秒前
机智曼文发布了新的文献求助10
7秒前
柒咩咩发布了新的文献求助10
7秒前
约翰发布了新的文献求助20
7秒前
ooj发布了新的文献求助30
7秒前
愚顿发布了新的文献求助10
8秒前
香蕉觅云应助李华采纳,获得10
8秒前
man发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
丰富的乐儿完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
雪碧发布了新的文献求助100
11秒前
11秒前
求文献发布了新的文献求助10
12秒前
大个应助吃mm豆的蜜蜂采纳,获得10
12秒前
孤独的问柳完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
14秒前
叽里咕噜说啥呢完成签到 ,获得积分10
14秒前
ZZZZ完成签到,获得积分10
15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
《上海印钞厂志》 2000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
模型平均及其应用 900
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7337091
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8950680
关于积分的说明 18995351
捐赠科研通 6990221
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3218018
关于科研通互助平台的介绍 2383918
邀请新用户注册赠送积分活动 2198060