近日，大连理工大学能源与动力学院极端条件热物理团队（唐大伟教授、李林副教授等人）在水能利用领域取得重要进展，成果一周内连续发表在国际顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials），其中一篇入选期刊封面，大连理工大学均为唯一完成单位。
2月16日 团队发表研究成果
首次提出了离子选择性传递
致内建电场驱动的排盐方法
突破了太阳能界面
蒸发海水淡化的性能瓶颈
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2月22日 团队再次发表研究成果
入选当期封面
提出了水凝胶分子工程策略
开发了兼具高电流密度
与高度可拉伸的湿气发电器
推动了湿气发电技术
向防护性可穿戴电子设备的应用
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《Advanced Materials》
是自然指数期刊
是国际最具影响力的顶级期刊之一
是Wiley旗下Advanced系列
（AEM、AFM、AS等）的旗舰主刊
接下来介绍一下
这两项成果的主要突破吧
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研究内容
电鳗体内数以千计的肌肉细胞形成层叠排列的离子传输通道，受外界刺激后迅速响应并形成精准高效的Na+和K+可识别离子通路。该团队借鉴电鳗肌肉异质细胞间内建电场的原理，提出了通过操控阴阳离子反向传递，从而形成内部电场来驱动离子运移的排盐模式。通过模仿电鳗细胞结构，设计并构建了由Janus离子选择性水凝胶和受限水路组成的层叠结构，在蒸发器内巧妙构造了可识别性离子通道，实现了Na+和Cl-反向传递，从而形成内建电场。电场力又会加速盐离子运移，显著提高移盐能力。与传统方法不同，该方法摆脱了移盐对对流的依赖，避免了因强化对流而造成的热损失，获得了高达6.8 kg m-2h-1的创纪录的蒸发速率，是大多数抗积盐蒸发器的2倍以上，突破了界面蒸发领域的性能瓶颈。该工作开辟了一条全新的抗积盐途径，为设计下一代高效、长期稳定的太阳能界面蒸发器提供了全新思路。
研究成果原文链接：
https://doi.org/10.1002/adma.202300189
研究内容
为解决上述问题，该团队聚焦于水凝胶聚合物材料，其不仅拥有良好的柔韧性，而且内部具有大量的微纳结构和官能团，可吸附并储存大量水分。然而，这种柔性材料的离子传导率较差，难以直接用于湿电转化。为此，该团队提出了一种水凝胶分子工程策略，通过在其单个聚合链分子结构上进行微观设计，显著提高了水凝胶的离子传导特性和可拉伸性。该分子工程策略是将磺酸基团和锂离子嵌入到聚合链分子结构中。其中，磺酸基团赋予聚合链更稳健的分子结构及电离特性，而锂离子能够诱导产生霍夫迈斯特效应，拓宽聚合链之间的间距并构建出大量的离子传输通道。基于分子工程水凝胶构建的湿气发电器获得了高达480 μA cm-2的短路电流密度，是大多数已报道的湿气发电器的十倍以上。同时，其可承受500%以上的拉伸形变而不被破坏，是目前已报道的湿电转化材料的最高水平。该湿气发电器能够将人体呼吸过程中产生的湿气转化为电能，为电子设备提供动力。该工作推动了湿气发电技术向可穿戴电子设备的应用。
研究成果原文链接：
https://doi.org/10.1002/adma.202300398
以上研究大连理工大学均为唯一完成单位。 第一作者分别为我校能源与动力学院博士生贺楠和张昊天。通讯作者为李林副教授。研究得到国家自然科学基金面上项目的支持。
近年来，大连理工大学极端条件热物理团队围绕我国能源动力装备、新型功能材料、航空航天、新一代电子芯片等领域重大需求，聚焦于太阳能、环境低品位能源等领域的前沿基础科学技术问题，通过开展其中的热能传递、储存及转化相关基础研究及关键技术开发，从而推动相关技术领域取得突破性进展，取得了丰硕的研究成果。
为大工团队点赞！