海南大学研发新型纳米凝胶喷雾:蒸发速率提升3倍

Rain科技3月28日消息,据报道,海南大学海洋科学与工程学院研究团队取得一项创新突破,他们开发出一种具有疏水介孔通道的纳米凝胶喷雾。该喷雾通过简单的喷涂操作,即可将普通商用亲水材料的界面蒸发速率提升近3倍,这无疑为工业脱水、海水淡化等领域带来了潜在的技术革新。

水蒸发是自然界水循环的关键环节,在海水淡化、食品脱水、工业冷却等多个领域都拥有重要的应用价值。 然而,传统的界面蒸发材料设计通常采用“水活化”与水传输相耦合的策略,这种策略虽然有效,但也给材料的制备带来了显著的技术挑战,提高了生产成本。

研究团队这次采用了更具创新性的分子自组装技术,成功研制出一种具有特殊结构的纳米凝胶材料。这种纳米凝胶由极小的颗粒构成,其直径仅为头发丝的万分之一。更重要的是,这种纳米凝胶内部形成了独特的蜂窝状疏水介孔纳米通道,赋予了其优异的蒸发性能。

这些纳米通道的设计十分巧妙,其外壁呈现亲水性,而内壁则呈现疏水性。这种特殊的构造,就像为水分子搭建了一个“分子滑梯”——既能促进水分子快速活化,形成易于蒸发的“水团簇”,又能确保这些团簇能够顺利滑出材料表面,最终完成蒸发过程。这种设计理念避免了以往材料中水分子传输效率低,易堵塞的问题,大大提高了蒸发效率。

实验数据显示,经过该纳米凝胶喷涂处理的无纺布材料,在模拟阳光照射下,能够实现每小时每平方米3.26公斤的蒸发速率,相较于未经处理的材料,蒸发速度提升了高达297%。这一显著的提升表明该纳米凝胶在提升蒸发效率方面具有强大的潜力。

这项突破性技术有效地将传统材料的“自然蒸发”模式转变为“涡轮增压”状态,极大地提高了蒸发效率。 更令人称赞的是,该技术对基材的适应性极强,不论是木材、滤膜还是布料等多种材料,经过简单喷涂处理后,都可以转化为高效的蒸发器。 这意味着该技术具有广泛的应用前景,可以灵活地应用于各种需要快速蒸发的工业场景。

海南大学研发新型纳米凝胶喷雾:蒸发速率提升3倍

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