成果简介
在自然界中，树木蒸腾作用是一个高效的过程，其中水通过树干和树枝内排列的通道从底部根部输送到叶子。例如，针叶树具有径向排列的微通道和波浪状多孔网络，在吸收和输送低流动阻力的水方面具有竞争优势。本文，烟台大学朱小涛 副教授、Guina Ren等研究人员在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Tree-Inspired Aerogel with a Radial and Centrosymmetric Structure for Efficient Solar-Powered Water Purification”的论文，研究受针叶树特征结构的启发，开发了一种三维壳聚糖还原氧化石墨烯/聚吡咯（CS-RGO/PPy;CRP）气凝胶蒸发器具有垂直和径向对齐结构，通过定向冷冻过程实现高效的太阳能水净化。
3D气凝胶内的径向多孔壁和垂直排列的通道能够促进高光吸收，定位转换的热量，快速的水传输和盐水自排放。在1次太阳照射下，气凝胶蒸发器表现出95%的光吸收特性和高蒸发速率（∼3.19 kg m–2h–1），从饱和盐水生产中实现了连续的淡水，没有固体盐结晶。除了实现海水淡化外，所得气凝胶还可以通过太阳能蒸馏净化有机废水和乳液，并具有高速连续产水。
图文导读
图1.CRP径向气凝胶制备及其微观结构和化学分析
图2.CRP径向气凝胶的润湿性能
图3.CRP径向气凝胶的太阳能吸收和光热转换性能。
图4.CRP径向气凝胶的耐油污性和盐沉积抑制性能
图5、防生物污染性能分析
图6、海水淡化测试
小结
总之，通过模仿针叶树的结构，我们成功地设计和制造了一个具有垂直和径向排列结构的CRP径向气凝胶，通过径向冰模板的组装。作者预计，这种垂直和径向排列的针叶树启发的盐水淡化、废水处理和太阳能收集等领域将得到极大的启发。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.3c02867
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