基于霍夫迈斯特效应构建高水合海绵状水凝胶（SPC）及其在太阳能界面蒸发中的高效脱盐性能研究

本文推荐：研究者通过霍夫迈斯特效应（Hofmeister effect）设计了一种具有分级多孔结构的高水合海绵状水凝胶（SPC），用于太阳能驱动界面蒸发（solar-driven interfacial evaporation）。该材料在海水脱盐中表现出1537 J/g的低蒸发焓和4.01 kg·m?2·h?1的高蒸发速率，优于纯水环境（3.82 kg·m?2·h?1）。Cl?离子通过抑制水凝胶结晶度、增加中间水（IW）含量显著提升蒸发效率，其分级孔隙结构还赋予优异的抗盐沉积能力，为低成本、耐盐性太阳能蒸发器提供了新思路。

　　

亮点

本研究基于霍夫迈斯特效应开发了一种低成本、高耐盐性的海绵状水凝胶（SPC），其分级多孔结构和高水合特性使其在海水脱盐中展现出突破性性能。

结论

我们报道了一种通过霍夫迈斯特效应诱导聚乙醇（PVA）纳米纤维相分离制备的高效海绵状水凝胶（SPC），其在太阳能界面蒸发领域表现出卓越性能。得益于分级多孔结构和高水合能力，SPC在模拟海水（3.5 wt% NaCl）中的蒸发速率高达4.01 kg·m^?2·h^?1，甚至超过纯水环境（3.82 kg·m^?2·h^?1）。Cl^?离子通过破坏氢键网络增强水分子活化，显著降低蒸发焓，同时分级孔隙结构促进盐离子扩散/回流，实现长期抗盐沉积。

作者贡献声明

应晨：撰写初稿、验证、方法论、数据收集；段佳欣：实验研究；余家辉：实验研究；叶德展：初稿撰写、监督、资金支持；詹艳虎：监督、方法论、概念设计；蒋贤才：文稿修订、监督、资金支持、概念设计。

利益冲突声明

我们声明不存在任何可能不当影响研究结果的财务或个人关系，亦无与主题相关的商业利益冲突。

致谢

本研究由福建省自然科学基金（2024 J01282）支持。