【先锋科大•科技攀登】天津科技大学轻工科学与工程学院在国际顶级期刊Advanced Materials发表研究论文

近日，天津科技大学轻工科学与工程学院司传领/戴林团队在材料领域国际顶级期刊《Advanced Materials》发表题为“Solar-driven Drum-type Atmospheric Water Harvester Based on Bio-based Gels with Fast Adsorption/Desorption Kinetics”的研究论文，并被选为正封面文章（Front Cover）。我校为第一完成单位，轻工科学与工程学院2021级硕士生周昊为论文的第一作者，戴林和司传领教授为该论文的共同通讯作者。

全球水资源短缺压力不断升级，约70%的国家和地区人均可再生淡水资源不足5万立方米。这一挑战在经济欠发达地区更为严峻。近年来，人们逐渐意识到除节约用水、保护水源、加强蓄水等方式以外，研发非常规水源的收集技术十分必要。地球大气中蕴藏着约1300万立方米的水，开发高效的大气水收集（AWH）技术有望改善水资源短缺问题。基于吸湿材料的AWH经济便捷，尤其是在极度干旱和经济欠发达地区表现出良好的推广前景。然而目前的吸湿材料及相关研究工作仍面临一些挑战，如大多材料具有较慢的吸湿/解吸动力学；材料吸湿后存在解体的风险，不利于长时间地循环使用；解吸过程中通常需要外部电源；水收集设备开发相对滞后，常见的交替吸湿/解吸过程会大幅度损失材料的集水效率。

为解决以上问题，该课题组采用多组分复合、表面交联等方法，创造性地开发了一种可光热、快速大气水收集的生物基凝胶。该凝胶具有良好的光热性能及快速吸湿/解吸性能，在吸湿后仍具有良好的形态保持能力。在干旱环境下（15%~30% RH），大气水捕获速率和解吸速率分别可达1.41~1.74 kg kg-1 h-1和1.98 kg kg-1 h-1。此外，提出了连续水收集策略并设计了一种多仓、滚筒式大气水收集装备，通过优化装备运转参数，水收集速率可达8.96千克水/千克凝胶/天和18.87克水/千克装备/天。研究成果展示了生物质基吸湿材料在应急救援和军事行动等实际应用场景下，尤其在极端环境和基础设施相对落后地区很好的实用性，为设计和开发具有自主知识产权的吸湿材料及大气集水设备奠定良好的理论和技术基础。

周昊，2021年进入天津科技大学轻工科学与工程学院攻读材料与化工硕士学位，师从戴林和司传领教授，其研究领域主要集中于生物质基材料的开发及应用。该生在硕士期间开展了多项创新性研究工作。近三年，发表论文7篇，其中以第一作者身份在Advanced Materials、Chemical Engineering Journal、Industrial Crops & Products等国际著名学术期刊发表研究成果3篇，充分彰显了我校研究生高质量育人成效。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202403876

编辑：田珺