近日，材料科学与工程学院彭必友教授团队在国际TOP期刊《Separation and Purification Technology》（IF=8.2）发表题为“Enhancement of solar water evaporation in copper-sodium humate/SA/ PAM hydrogels via an environmental heat field”的文章。西华大学为论文第一通讯单位，黄冰雪博士为第一作者，西华大学彭必友教授和四川大学张伟教授为共同通讯作者。
在全球气候变化和人口增长的双重压力下，淡水资源短缺已成为制约人类社会可持续发展的重大挑战。传统的水处理与淡化技术往往依赖高能耗或复杂的基础设施，难以在资源匮乏地区广泛应用。太阳能驱动的界面蒸发技术因其绿色、低碳、高效的特点，逐渐成为解决水资源危机的研究热点和发展方向。然而，目前该技术在提升蒸发效率、优化热管理、实现盐分回收以及材料多功能集成等方面仍面临诸多关键难题，亟需从材料设计与结构优化等层面开展深入研究。针对这些难题，材料科学与工程学院彭必友教授团队从生物质材料毛细结构获取灵感，成功设计并构建出了一种仿生微结构的光热转换水凝胶材料。
研究团队利用3D打印技术的高度可控性，成功制备出具有多种三维拓扑构型的水凝胶光热转换材料。通过精确调控打印参数和结构设计，构建出具有多级孔道和特殊表面形貌的三维传水网络，实现了毛细作用和渗透压的协同驱动。实验表明，采用3D打印制备的特殊结构水凝胶显著提升了水分传输效率和光热转换性能。该研究充分展现了3D打印技术在复杂结构精准构筑方面的独特优势，为太阳能驱动水蒸发技术提供了新思路和新方法。
论文截图
3D结构化水凝胶材料的制备路线图