海水淡化技术是近年来应对全球水资源短缺的一项重要研究领域，近年来，人们比较熟知的方法是利用光热界面太阳能蒸发的热法淡化。而相关领域研究者发现这种传统的提取方式，存在提取效率低、不稳定性、成本高等问题，因此无法做到可持续和大规模实际应用。
为解决这一问题，浙江理工大学余厚咏教授团队联合上海交通大学刘彦男副教授团队研发了一种核-壳结构自浮式3D球形海水蒸发器。该研究成果于2024年9月以“Spherical Design-Driven Scalable Solar-Powered Water Treatment with Salt Self-Cleaning and Light Self-Adaptivity”为题发表在《Advanced Functional Materials》(影响因子18.5)上。
而这个海水蒸发器的设计灵感，竟然是来自糖葫芦！受糖葫芦的启发，余厚咏教授及其团队研发出拥有三层结构的球形海水蒸发器。整个小球以超轻球形膨胀聚苯乙烯(EPS)泡沫为核心材料，就好比糖葫芦的山楂核，确保球形海水蒸发器可以漂浮起来。在泡沫周围均匀包覆着纤维素水凝胶外壳，也就是糖葫芦的山楂肉，用来导水；而最外层为聚吡咯(PPy)，就好比糖葫芦的糖衣，作为太阳能吸收层，进一步增强了蒸发性能。
那么3D球形海水蒸发器是怎么工作的呢？余厚咏教授解释，将3D球形蒸发器放入需要净化的海水中，通过太阳的照射，球形蒸发器的顶部会蒸馏出海水的盐分，盐分重量达到一定程度，球形蒸发器会进行自旋转，带有盐分的球体会转向下方，从而达到球形蒸发器不间断提取作业。
经过团队实验，这一设计不仅提高了蒸发器太阳能海水蒸发效率，使其能够在不同太阳入射角下保持高效运作，还具备了盐自清洁能力，能够持续执行海水蒸发过程。
该研究成果拥有效率高、自清洁、成本低、可循环使用等优点，有效解决海水淡化的效率问题，突破原有反渗透等瓶颈，助推我国“深海”战略实施。
“我们团队正在研发自供电的3D球形海水蒸发器，以达到24小时全天工作状态。”余厚咏表示，接下来，团队也将会利用更多材料来更新迭代球形结构，以在未来适用于更多的生活净水场景。
（通讯员 张若娴 记者 邱伊娜）
