界面太阳能蒸汽发电在缓解全球淡水危机方面有着巨大的前景，但其实际应用受到高效湍流蒸发和工业生产能力的限制。

近期，东华大学覃小红教授&王黎明教授团队通过成熟的编织技术编织芯鞘纱，创新性地制造了一种具有水下亲气表面的自浮式太阳能蒸发器。芯鞘纱在亲水棉核中具有毛细水通道，当浸入水下时，可以将空气截留在疏水静电纺丝纳米纤维壳中，同时实现可控的供水、稳定的自漂浮和良好的隔热性能。因此，该自浮式太阳能蒸发器在1个太阳光照强度下实现了2.26kg/m²/h的蒸发率，热传导减少了70.18W/m²。此外，这种太阳能蒸发器在波形和强度各不相同的水中可连续工作24小时，室外累积蒸发率达到14.17kg/m²/day。

图1.传统的自浮式太阳能蒸发器与基于芯鞘纱的自浮式太阳能蒸发器的比较。

图2.（a和b）CVCSY横截面的SEM图像。（c）PVDF纳米纤维和棉纤维的纤维直径分布。（d）棉纱和CVCSY的应力-应变曲线。（e）CVCSY的芯和鞘之间的层间摩擦。（f）CVCSF@CNTs的FTIR光谱。CVCSF@CNTs的SEM图像：（g和h）PVDF侧和（i和j）CNTs侧。CVCSF@CNTs的CNT侧的元素分布：（k）F元素和（l）C元素。

图3.（a）CVCSF@CNTs表面的带色水滴。（b）浸入水中的CVCSF@CNTs。（c）在透射和反射视角下，CVCSY芯棉内的水分传输。（d）CVCSY中输水长度随时间的变化。（e-g）CVCSY中的水传输机制。（h）CVCSY和CACSY的热传导和COMSOL模拟。（i）CVCSF@CNTs和CACSF@CNTs在1个太阳光照强度下的温度分布。（j）自由水、CACSF@CNTs和CVCSF@CNTs在1个太阳光照强度下的质量损失。

图4.（a）CVCSF@CNTs的太阳能吸收。（b）CVCSF@CNTs在1个太阳光照强度下的温度曲线。（c）CVCSF@CNTs在1个太阳光照强度下辐照1小时之前和之后的IR图像。（d）太阳蒸发试验的设置。（e）CVCSF@CNTs的可调节结构参数。（f）具有不同织物厚度的CVCSF@CNTs在1个太阳光照强度下的蒸发率。（g）保留不同棉段长度的CVCSF-750@CNTs在1个太阳光照强度下的蒸发率。（h）水传输距离随疏水性纳米纤维层厚度的变化。（i）水传输距离随保留亲水棉段长度的变化。（j）CVCSF-750@CNTs中的等效蒸发焓。（k）棉纤维亲水网络中水的示意图。（l）CVCSF-750@CNTs在不同太阳光照强度下的蒸发率。（m）CVCSF-750@CNTs在不同风速下的蒸发率。（n）CVCSF-750@CNTs的稳定性测试。（o）本研究的CVCSF-750@CNTs与文献中其他一些著名的太阳能蒸发器的蒸汽生成性能的比较。

图5.（a）芯鞘纱及其织物的大规模生产及其在不同领域的应用。（b-d）在波涛汹涌的水中进行太阳能海水淡化的室外试验装置。（e）集水装置在具有不同波形和强度的波涛汹涌的水面上移动。注意，恒定波是指由具有恒定强度的波泵产生的波。（f）太阳能密度和室外温度随时间变化。（g）测试点的风速变化。（h）室外太阳能蒸发试验中的太阳能蒸发性能。（i）太阳能净化前后海水离子浓度的变化。（j）太阳能净化前后湖水离子浓度的变化。（k）CVCSF-750@CNTs的光热杀菌性能。

该工作以“Rational Design of a Hydrophilic Core–Hydrophobic Shell Yarn-Based Solar Evaporator with an Underwater Aerophilic Surface for Self-Floating and High-Performance Dynamic Water Purification”为题发表在《Nano Letters》（DOI:10.1021/acs.nanolett.3c04748）上。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c04748