蒸发器

具有高度垂直和多级孔隙结构的水凝胶纤维蒸发器及“供热/保温模型”。

进一步通过聚乙烯圆环施加可控束缚力作用，将纤维排列组装成垂直取向的水凝胶纤维蒸发器，海藻水凝胶纤维的刚性链段(G段)和物理-化学互穿交联网络保证了刚性水凝胶纤维在外力作用下的高度垂直排列，构建出纤维间大尺度垂直间隙与纤维内小尺度孔道的多级孔隙结构。

本研究提出“湿法纺丝水凝胶纤维约束取向”策略，成功构建出高垂直化多尺度孔道的3D水凝胶纤维蒸发器，从结构层面解决了传统水凝胶蒸发器水传输能力不足、易盐积累的问题；

针对水凝胶蒸发器通道垂直化不足、蒸发系统能量利用效率低等核心问题，青岛大学/东华大学团队跳出传统设计框架，从结构构筑与能量管理双维度提出创新解决方案，开发出兼具高效能量利用与优异实用性能的3D水凝胶纤维蒸发器。

集成供热/保温型垂直通道水凝胶纤维蒸发器用于连续太阳能海水淡化精选

集成供热/保温型垂直通道水凝胶纤维蒸发器用于连续太阳能海水淡化青岛大学张宪胜&东华大学陈志钢等:

如图1所示，研究通过“湿法纺丝+约束取向”双步工艺与“供热/保温”能量模型的协同设计，实现蒸发器结构与性能的双重突破。

HFCA蒸发器的水传输与热管理。

图3展现了HFCA蒸发器的水传输、热管理与能量利用机制。

同时创新“供热/保温模型”，突破立体蒸发器传统单一冷蒸发模式，实现蒸发器侧面冷/热协同蒸发，构建正净能量平衡，从能量管理层面最大化挖掘了3D蒸发器的太阳能与环境能量利用潜力，解决了热阻隔与热捕获的核心矛盾。

垂直构筑，多尺度孔隙：提出“湿法纺丝水凝胶纤维辅助定向排列(HFCA)”策略，实现水凝胶纤维集合体的垂直化构筑，打造纤维间大尺度间隙与纤维内小尺度孔隙的跨尺度多孔结构，显著强化虹吸效应与水传输能力，同时赋予蒸发器优异的耐盐、抗油污与自清洁特性。

图4展示了HFCA蒸发器集成“供热/保温模型”具有降低蒸发焓和提高热能利用效率的独特优势，通过独特的能量管理逻辑提升蒸发效能。

合理设计的垂直通道及相邻纤维间距对促进蒸发器的水分输送和光热转换至关重要。

图2系统揭示了HFCA蒸发器的多尺度结构特征与界面作用机制。