如何低成本地把海水转化为可用淡水呢？攻克这一难题，或将极大缓解全球淡水危机。

在众多海水淡化技术路线中，太阳能界面蒸发海水淡化备受关注。该技术可将太阳能集中于水–空气界面，实现低能耗、绿色可持续的海水淡化。

而这项技术的核心，是开发高性能界面蒸发器：需要同时具备高效光热转换、快速水分输运与低蒸发能耗的特性，以此提升太阳能利用效率与清洁淡水产量。

水凝胶因优异的水分传输、保水和活化水能力，被广泛用于太阳能界面蒸发。但传统水凝胶通常依赖外源光热剂获得光热转换能力。当光热剂负载高、分散不均或界面相容性差时，容易形成聚集体并堵塞水分通道，还会拉长光热组分与水分子之间的传热距离，降低能量利用效率。

针对这一难题，四川大学李乙文/杨振团队提出“本体水凝胶”概念：让光热前驱体同时参与凝胶网络构筑和光热组分生成，实现光热组分与水凝胶网络的一体化集成。

本体水凝胶与掺杂水凝胶的结构与性能差异

相关成果已于 2026 年 8 月 31 日，发表在顶级期刊《Advanced Materials》，文章第一作者为四川大学高分子科学与工程学院博士研究生邹梓堃，通讯作者为李乙文教授和杨振副研究员。

论文标题：“In Situ Photothermalized Allomelanin Bulk Hydrogels Enable Efficient Solar Water Desalination”

核心设计：让光热前驱体“一肩挑两职”

研究中，作者以 1,8-二羟基萘为光热前驱体，使其与氧化多糖发生酚醛缩合反应形成凝胶网络；同时，通过氧化偶联和自组装生成异黑素光热组分。

异黑素属于黑色素家族，拥有优异的广谱太阳光吸收能力，可将光能转化为热能。理论计算与透射电子显微镜结果证实，光热组分能够均匀整合于凝胶网络中，避免传统掺杂体系中的颗粒聚集问题。

换言之，光热组分不再是“后加进去”的外来颗粒，而是在凝胶骨架形成过程中原位生成、均匀嵌入。这种“本体水凝胶”策略，有效保持了水分传输通道的连续性。

性能突破：传水快、蒸发焓低、热管理更优

一体化结构带来了性能的全面提升：

1. 输水能力飞跃：连续无堵塞的孔道，让异黑素本体水凝胶（BG-1）水分传输速率达到 1.1 g・g⁻¹・s⁻¹，约为传统掺杂水凝胶的 10 倍；同时其水蒸发焓降低至1400 J g⁻¹，显著增强了水分补给和水活化能力。

2. 热能利用更高效：虽然BG-1与掺杂水凝胶具有相近的表面温度，但BG-1中间水区域接收的热量提高至4倍，热量利用效率提升37%，热管理性能显著优化。

在标准 1 倍太阳光照射条件下：

✅ 异黑素本体水凝胶纯水蒸发速率可达4.26 kg·m⁻²·h⁻¹，远高于传统掺杂水凝胶的 2.57 kg・m⁻²・h⁻¹；

✅ 对海水的蒸发效率也能达到3.85 kg·m⁻²·h⁻¹。

异黑素本体水凝胶展现出良好的蒸发性能以及策略普适性

更重要的是，这套原位光热化制备策略普适性很强。不只局限于 1,8‑二羟基萘 + 氧化多糖这套组合，更换不同亲水高分子基质、不同光热小分子前驱体，都可以制备高性能本体水凝胶，多款样品蒸发速率均可超过 3 kg・m⁻²・h⁻¹，为高性能水凝胶基界面蒸发器的设计提供了新的材料平台。

该工作得到了国家自然科学基金、四川省科技计划等多个科研项目的资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adma.74783