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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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宋延林課題組在異質(zhì)浸潤材料毛細(xì)蒸發(fā)研究方面取得新進(jìn)展 已有1人參與
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宋延林課題組在異質(zhì)浸潤材料毛細(xì)蒸發(fā)研究方面取得新進(jìn)展 發(fā)布時間：2024-11-18【字體： 大 中 小 】【打印】 【關(guān)閉】 水的蒸發(fā)行為是自然界和生活中常見的物理現(xiàn)象，對于自然界水循環(huán)、人類生存和發(fā)展、各種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用發(fā)揮著重要作用。研究和利用水蒸發(fā)過程中傳質(zhì)與傳熱行為，對于高精度打印、溶液法微納制造、高性能水伏發(fā)電等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。 在科技部、國家自然科學(xué)基金和北京市基金委的支持下，化學(xué)研究所綠色印刷實(shí)驗(yàn)室宋延林研究員在異質(zhì)浸潤表面打印液滴精準(zhǔn)操縱(Nat. Commun.2019 10,950;Angew. Chem. Int. Ed. 2020 59,10535;Nat. Commun.2023 14,26465; Nat. Commun. 202112,6899;Nat. Commun.202415,422)，噴墨印刷結(jié)構(gòu)色(Sci. Adv.2021 7,eabh1992;Adv. Funct. Mater.2024,34,2404706)等方面取得重要進(jìn)展。 近期，該課題組利用圖案化浸潤材料作為水的蒸發(fā)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了密閉環(huán)境中水的自發(fā)定向流動與高效蒸發(fā)行為。他們制備了由低毛細(xì)效應(yīng)的碳材料和高毛細(xì)效應(yīng)的纖維材料組裝而成的異質(zhì)浸潤結(jié)構(gòu)。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與計(jì)算模擬相結(jié)合的手段，證明了該結(jié)構(gòu)可以在接近飽和濕度情況下，利用外界環(huán)境波動引起的溫度梯度，產(chǎn)生持續(xù)的毛細(xì)芯吸和毛細(xì)蒸發(fā)行為，從而在密閉的容器中實(shí)現(xiàn)了水的內(nèi)循環(huán)�；诖�，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了密封水伏電池。相比于現(xiàn)有開放式水蒸發(fā)發(fā)電器件受限于低濕度、持續(xù)水供給、易受外界環(huán)境干擾等缺點(diǎn)，密封水伏電池能夠利用封閉式器件中水的內(nèi)循環(huán)過程，將環(huán)境熱能轉(zhuǎn)化為電能。該電池具有較高的蒸發(fā)發(fā)電轉(zhuǎn)化效率，有望用來驅(qū)動電子表、顯示面板、計(jì)算器等常用設(shè)備，以及應(yīng)用于黑暗、沙漠、雨林等傳統(tǒng)光伏水伏器件難以應(yīng)用的場景，為綠色能源的高效利用提供新途徑。 相關(guān)的研究成果近期發(fā)表在Nature Communications(10.1038/s41467-024-54216-y)，論文的共同第一作者為博士生袁仁軒、李會增副研究員、趙志鵬博士，通訊作者為李會增副研究員和宋延林研究員。 異質(zhì)浸潤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)密閉環(huán)境中水的自發(fā)、定向、持續(xù)流動與蒸發(fā)，并以此為基礎(chǔ)制備水伏電池 綠色印刷實(shí)驗(yàn)室 2024年11月18日 |
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2樓2024-11-19 11:31:12
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