超強吸光的新材料，讓太陽能淨化飲用水變得輕而易舉_風聞

研究人員開發了一種鋁面板，可更有效地收集太陽能，蒸發和淨化污水。

羅切斯特大學研究人員開發的鋁面板，可利用太陽能高效淨化飲用水。

一直以來，為戰地士兵和缺水地區居民提供清潔飲用水都是一個全球性難題。一種具有超強吸光特性的新型鋁材料可能會改變這種狀況。

《自然•可持續發展》雜誌7月13日報道，在美國陸軍研究辦公室（ARO）的資助下，羅切斯特大學的研究人員開發了一種鋁面板，可更有效地收集太陽能，蒸發和淨化污水。

ARO項目負責人、Evan Runnerstrom博士説：“作戰人員離不開飲用水。這種鋁質面板可以用於製造被動式或低能耗淨水裝置，滿足士兵的用水需求。”

研究人員以飛秒激光脈衝蝕刻普通鋁板表面，使其變成黑色，並具備超強的光吸收性和毛細作用。當鋁板以一定角度浸入水中後，其表面會吸附一層水薄膜。黑化表面利用其保留的幾乎100%的太陽能快速加熱水，使其蒸發。而毛細表面結構改變了水的分子間化學鍵，進一步提高了蒸發過程的效率。

用激光技術處理普通鋁材料後，鋁材表面變成了黑色，並具備了超強光吸收性和超毛細作用。

羅切斯特大學光學教授Chunlei Guo表示：“這項技術的效率幾乎可以達到100%。這是一種簡便、耐用、廉價的全球水危機解決方案，在發展中國家尤為適用。”

室內研究表明，新型鋁材可以減少洗滌劑、重金屬和染料等常見污染物的含量，使水質達到安全飲用標準。Guo説，發達國家也可以用這項技術緩解乾旱地區的水資源短缺問題，以及推進海水淡化項目。

利用太陽光煮沸飲水一直被認為是消除微生物病原體、減少腹瀉感染的有效方法。然而，這種方法不能消除重金屬和其他污染物。基於太陽能的水蒸發技術，利用水的相態變化截留雜質，進一步減少了污染物。

然而，水蒸發技術涉及的體積加熱方式非常低效，不利於大規模收集淨水。為此，工程師們提出用界面加熱方式對其進行改進。但新的問題又產生了：材料只能水平鋪設；毛細材料很容易被遺留的污染物堵塞，需要頻繁更換。

Guo等開發的鋁面板突破了這些限制。他説：“我們使用的是開槽表面，簡單的噴淋就能清洗乾淨。此外，我們的鋁板角度可以根據太陽位置不斷調整，能量使用效率很高。”

編譯：雷鑫宇

審稿：alone

責編：Max

期刊來源：《自然•可持續發展》

期刊編號：2398-9629

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https://phys.org/news/2020-07-solar-material.html

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