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郭志光团队构建分层结构互穿网络水凝胶用于全天大气水收集

发布时间:2024-10-09      来源:      阅读次数:

近日,湖北大学材料科学与工程学院仿生摩擦课题组郭志光教授以通讯作者身份,在国际期刊《Advanced Functional Materials》发表了题为《Extremely Fast Wicking Self-Layered Interpenetrating Network Hydrogel for Rapid All Day Collection of Atmospheric Water》的研究成果,湖北大学为第一单位,硕士研究生何昱烜为第一作者,郭志光教授为唯一通讯作者。

吸湿盐水凝胶光热复合材料及相关技术是一种前景广阔的集水途径。然而,由于制备过程过于繁琐,表面光热层分布难以控制,导致制得的材料光热效率较低。本文提出了一种方法,通过构建温度敏感的互穿网络,大大简化了光热层水凝胶的制备过程,并提高了其大气集水性能。由于在加热和升温过程中网络中的一些可逆水合结构会发生分解,碳纳米管会自主移动,在上表面形成具有光热效应的层状结构,冷却后水凝胶网络可恢复原状,层状光热结构可在室温或太阳光照射下保持稳定。与一般分层结构或光热材料整体分布的水凝胶相比,琼脂/GG/PAM/CNT水凝胶具有更快的水分吸附效率和更高的解吸效率,在24 h的连续吸附-解吸循环中,能达到2.57Lwater·kgsorbents1·day1的高产水量,优于最新的大多数水凝胶吸附剂。在保持高效率的同时简化了制备工艺,大大提高了光热性能,为各种吸湿盐-水凝胶光热复合材料的低成本批量生产应用铺平了道路。

郭志光教授近年来通过调控材料表面润湿性在大气水收集、油水分离、防冰除冰、水雾收集、气泡操控等领域进行了性能和机理方面研究,取得了系列进展。现任Bio-design and Manufacturing, Journal of Bionic Engineering和Friction杂志副主编,兼任Chem. Lett.、Biosurface and Biotribology、Advanced Bionics、摩擦学学报、中国表面工程等杂志编委,主持承担国家自然科学重点基金项目、优秀青年科学基金项目和面上项目等。在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., JACS, Adv. Mater.和摩擦学学报等国内外刊物发表学术论文540余篇,SCI引用2万2千多次,H因子76。出版中英文专著各1部。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202416875

(审稿:陈亮)