近期，课题组本科生黄智健、曾泓臻、陈思慧和2023级本科生陈鹏辉在太阳能界面蒸发领域做出创新工作，研究成果以“Laser‐Induced Graphene on Gelatin‐Functionalized Cellulose Paper for Efficient Interfacial Solar Steam Generation”为题发表在JCR一区（IF: 12.1）期刊《Small》上，本科生黄智健为论文第一作者，吴嘉宁副教授和余树东助理教授为共同通讯作者。该工作受多项国家级以及省部级项目支持，由吴嘉宁和余树东老师担任指导教师，最终获得良好成果产出，充分彰显课题组在本科生科研素养培养工作中取得的显著成果。

研究成果介绍

在水资源净化领域，传统海水淡化技术依赖高能耗设备实现水质净化，但这会导致能源浪费和生态污染，难以满足全球淡水短缺的迫切需求。传统纸基太阳能蒸发器虽能利用清洁能源，却因光热转换效率低、蒸发速率慢等问题限制了实际应用。黄智健等学子创新性地将激光诱导石墨烯技术与钴基纳米颗粒改性相结合，基于明胶功能化预处理工艺构建纤维素-明胶复合碳前驱体，通过钴纳米颗粒“溶解-析出”机制原位催化生成石墨烯，并与钴纳米颗粒的协同作用构造高效光热蒸发界面，有效解决了传统设计的局限性，提出了激光雕刻制备高性能太阳能蒸发器的优化方案。文章系统研究了钴盐浓度、激光参数对蒸发性能的影响，测试了蒸发器在高盐环境下的使用情况。

纤维素纸的激光诱导石墨烯研究成果预览

实验结果表明，该蒸发器在1个太阳光强照射条件下实现了1.50 kg m⁻² h⁻¹的蒸发速率及92.5%的蒸发效率，其制作工艺及性能显著优于传统纸基蒸发器方案。值得关注的是，蒸发器的太阳光吸收率达 90.8%，并在 3.5 wt.% 盐浓度海水中连续运行 8 小时可以保持 1.36 kg m⁻² h⁻¹ 的稳定蒸发速率，展现出卓越的稳定性与抗盐析能力。团队进一步通过户外实地测试验证了其在实际工况下的有效性，日淡水产量达 3.13 kg m⁻²，且离子去除率平均达 98.3%，符合WHO设定的饮用水标准。同时纸基材料的可折叠特性赋予蒸发器适应不同海水淡化环境下的能力，为构建低成本太阳能驱动淡水生产系统提供了可行性方案。

LIG/Co-NPs复合材料光热性能表现

LIG/Co-NPs蒸发器室内蒸发性能表现

LIG/Co-NPs纸基蒸发器户外蒸发性能表现

作者简介：

  黄智健，中山大学先进制造学院2022级本科生。目前正在进行界面蒸发、辐射冷却等方面的研究。