近日，海南大學海洋光化學轉(zhuǎn)換與功能器件創(chuàng)新團隊聯(lián)合新加坡國立大學國際專家團隊成功研發(fā)出一種3D打印的仿生花朵蒸發(fā)器，可在太陽光驅(qū)動下，高效、同步地實現(xiàn)海水淡化和清潔氫能生產(chǎn)，該成果破解了長期困擾該領(lǐng)域的鹽分堵塞和催化劑在海水中易失效兩大技術(shù)瓶頸，為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、保障我國遠海島礁水資源與能源安全提供了新的技術(shù)路徑。

長期以來，利用太陽能進行界面蒸發(fā)以獲取淡水，始終面臨著鹽分在蒸發(fā)表面結(jié)晶并導致器件性能衰減的難題。同時，在海水中直接光催化制氫，也因催化劑（尤其是貴金屬）易被海水中復雜離子“毒化”而失活，以及成本高昂等問題，難以實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

為從根本上解決這些問題，該團隊從自然界花朵高效的物質(zhì)輸運機制中獲得靈感。他們采用先進的3D打印技術(shù)，精確構(gòu)建了一種具備中心垂直供水和花瓣式徑向擴散通道的仿生結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的核心優(yōu)勢在于，它能主動管理鹽分的遷移路徑，通過設(shè)計的流體通道，鹽水中的鹽離子會被持續(xù)不斷地輸運至設(shè)備邊緣區(qū)域并結(jié)晶析出，從而保證了中心核心蒸發(fā)區(qū)域的“無鹽”工作狀態(tài)。

性能測試結(jié)果表明，該仿生蒸發(fā)器展現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能。在淡水生產(chǎn)方面，1個標準太陽光照下，每平方米設(shè)備每小時可產(chǎn)出約2.71公斤淡水，水質(zhì)符合世界衛(wèi)生組織飲用水標準；在結(jié)構(gòu)強度方面，得益于材料配方與3D打印工藝的優(yōu)化，該器件異常堅固，其楊氏模量高達190.12兆帕，足以承受自身數(shù)百倍的重壓，具備了在復雜海洋環(huán)境下長期服役的潛力。