水凝膠作為太陽能蒸發器，通常需要從水凝膠內部的網絡和多孔結構到外部的表面形貌進行巧妙的結構設計，以保證充足的供水和高效的光熱轉化。冰模板法是構建水凝膠內部各向異性多孔道結構的常用方法，但卻難以兼顧蒸發表面的精確構筑。
揚州大學吳德峰教授團隊基于殼聚糖水凝膠，提出了一種同時構筑蒸發表面結構和內部定向孔道的策略。生物質來源、可降解的殼聚糖作為水凝膠的基體材料，單寧酸修飾的碳納米管同時作為光熱單元和結構單元，通過設計一個非均質的冷凍表面，利用不同方向上溫度梯度誘導冰晶成核生長，促進水平方向上優先形成輻射管道狀的淺坑陣列，隨即再誘導垂直方向上的冰晶繼續生長。所得冷凍樣品再浸泡于植酸溶液，融化的過程中殼聚糖分子與植酸分子發生物理交聯，穩定性進一步提高。由此制備的殼聚糖水凝膠同時具備了可調控的蒸發表面以及定向多尺寸孔道結構。
論文發表于Journal of Materials Chemistry A，揚州大學化學化工學院的博士研究生王元堃為第一作者，吳德峰教授為通訊作者。
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