超声辅助定向冷冻技术实现了高性能水凝胶蒸发器，该蒸发器配备了可调节的微通道，可用于太阳能海水淡化

《Journal of Materials Chemistry A》：Ultrasound-assisted directional freezing enables high-performance hydrogel evaporators with tunable microchannels for solar desalination

优化水凝胶孔隙结构及提升太阳能蒸发效率研究。通过超声波辅助定向冷冻法调控PVA/CS复合水凝胶的微通道，孔隙直径从25.4μm降至15.8μm，密度提升40%，蒸发率达3.57kg m-2 h-1，太阳能转化效率94%，耐盐性优异且适用于农业灌溉。

　　

提高界面蒸发速率和优化能量利用效率仍然是太阳能驱动的界面蒸发（SDIE）系统中的关键挑战。调节水凝胶结构的孔径和密度已被广泛认为是提升SDIE性能的最有效策略之一。因此，开发一种简单、通用且可扩展的方法来精确调控水凝胶的微孔结构具有重要意义。在此，我们提出了一种新方法，该方法结合了定向冷冻技术和超声波辅助，制备了一系列基于聚（乙烯醇）/壳聚糖（PVA/CS）的复合水凝胶蒸发器，以实现高效的太阳能蒸汽生成。实验结果表明，声空化显著破坏了冰晶的有序生长，从而形成了更密集、更细小的垂直排列的通道。优化后的CPC-UA28水凝胶平均孔径从25.4微米减小到15.8微米，孔密度增加了约40%，有效增强了毛细水的传输能力、局部加热效果，并使热量损失减少了约26%。结果，在一太阳光照条件下，CPC-UA28的蒸发速率为3.57千克/平方米·小时，太阳能转化效率达到了94%。该材料在25%盐度的水中仍能保持稳定的性能，显示出很强的耐盐性。户外测试进一步验证了其连续生产淡水的能力，蒸发速率为1.3千克/平方米·小时，非常适合用于农业灌溉。总之，超声波辅助的定向冷冻方法为构建具有可调微结构、高效光热转换和强大净水性能的水凝胶蒸发器提供了一种通用且可扩展的策略。