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近日，中國(guo)海洋大學材料科學與工程學院徐曉(xiao)峰教授課題組在國(guo)際頂尖材料期(qi)刊Advanced Functional Materials發表了題為(wei)“Solar-Driven Interfacial Evaporation and Self-Powered Water Wave Detection Based on an All-Cellulose Monolithic Design”（《基于全(quan)纖維素材料的(de)一體化設(she)計實現光熱(re)界(jie)面蒸發和(he)自供電波浪監測》）的(de)研究成果(guo)。

本項(xiang)研究針對全(quan)纖維素基光/熱(re)能(neng)量轉換(huan)器件(jian)與(yu)納米摩擦發電機一體式(shi)系統的設計與(yu)構建，實現了污水(shui)處理、海水(shui)淡化與(yu)波浪監測的有(you)效(xiao)結(jie)合與(yu)協(xie)同利用。材(cai)料科(ke)學與(yu)工程學院2019級博士研究生李娜(na)為本論(lun)文(wen)的第一作者(zhe)。

目前(qian)，淡(dan)水(shui)資源短缺已成(cheng)為(wei)制(zhi)約人類與(yu)自然(ran)可持續(xu)發展的(de)重大問題之一(yi)。利用豐富無污染的(de)太陽能驅動(dong)界面(mian)水(shui)蒸發來實現高效(xiao)的(de)水(shui)凈化(hua)，近(jin)年來成(cheng)為(wei)污水(shui)處理和海水(shui)淡(dan)化(hua)領域的(de)研究熱點之一(yi)。然(ran)而，光/熱水(shui)凈化(hua)技術(shu)在(zai)(zai)提高水(shui)蒸發與(yu)收集(ji)效(xiao)率、環境友(you)好材料(liao)使用、三維一(yi)體式器(qi)件設(she)計、多(duo)種能量協同收集(ji)與(yu)利用等方(fang)面(mian)還(huan)存在(zai)(zai)很(hen)多(duo)亟待解(jie)決的(de)問題。

徐曉峰教授課題組通過(guo)對納(na)米纖(xian)維素材料(liao)的(de)改性和(he)微(wei)觀(guan)結(jie)構調控制備(bei)了(le)一體(ti)式全纖(xian)維素基(ji)太(tai)陽能(neng)驅動光/熱能(neng)量轉(zhuan)換器(qi)件(jian)，實現了(le)高(gao)效、穩定、耐用和(he)環境(jing)友好的(de)污(wu)水凈化和(he)海水淡化。基(ji)于(yu)光/熱轉(zhuan)換器(qi)件(jian)出色的(de)自漂浮能(neng)力，成(cheng)功地將(jiang)其與(yu)納(na)米摩擦發電機結(jie)合，實現了(le)對開放水域中常見波浪信(xin)號的(de)有效測量，拓展了(le)光/熱能(neng)量轉(zhuan)換器(qi)件(jian)對水文環境(jing)監測的(de)新功能(neng)，本部(bu)分的(de)器(qi)件(jian)制備(bei)與(yu)測試獲(huo)得材料(liao)科學與(yu)工程學院李瀟逸(yi)教授的(de)大力支持(chi)和(he)協助。

近(jin)年來，徐曉峰(feng)教(jiao)授課(ke)題組圍繞著太陽(yang)能的(de)綜合(he)利用，在高效光(guang)/電和(he)光(guang)/熱轉換材(cai)(cai)料與智能器(qi)件領域開展了一系列研究(jiu)工作(zuo)。部分(fen)研究(jiu)成果于2020年陸(lu)續發表在Nano Energy，J.Mater.Chem.A等國際頂尖材(cai)(cai)料和(he)能源類(lei)期(qi)刊上(shang)。相關工作(zuo)獲得(de)山東省泰山學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)者青年項目、中國海洋大學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)青年英才工程(cheng)啟(qi)動基金(jin)和(he)山東省自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)基金(jin)的(de)資助(zhu)，得(de)到(dao)了學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)校材(cai)(cai)料科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)與工程(cheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)院、化學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)化工學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)院、海洋生命學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)院多位合(he)作(zuo)教(jiao)授的(de)支持和(he)協助(zhu)。