胡良兵 今日Joule: 马里兰大学胡良兵团队综述与展望：太阳—水—能源

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图文解析

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挑战与展望

在过去的十年中，在光热和基体材料的开发以及涉及光吸收，水输送，隔热和界面性质的各种结构工程策略方面取得了巨大成就。虽然有新兴的应用利用这种有趣的技术，但仍有一些挑战需要进一步研究，以实现太阳能蒸发并使社会大众受益。有必要进行基础研究和实际探索，以使这种清洁，绿色和可持续的技术成为可能。

标准化测量和评估；

长期运行期间对水，热，盐，细菌和天气的多级稳定性

针对实际应用的大规模且经济高效的生产

进一步理解太阳能蒸发材料与结构的结构-性质关系

探索新材料和结构设计

探索新功能和应用

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全文小结

对不同光热材料及基体材料的发展脉络进行了详细梳理，重点阐述了吸光材料不同的光热转化机制和基体材料的设计原则；

系统地分析了太阳能辅助水蒸发器的材料和结构设计原则和工程设计策略；

总结分析了太阳能辅助水蒸发的应用开发，及对其未来更广阔的发展前景进行了展望；

指出太阳能辅助水蒸发技术基础研究和产业化方面面临的挑战，并探讨了解决挑战的可能思路和方向，展望了未来的发展前景。

鉴于来自太阳能和各种水源的丰富，可再生和广泛分布的资源，这种绿色工艺零碳足迹和简单的操作，没有复杂的设施，使太阳能蒸发成为清洁水、能源和燃料生成的最有前途的技术之一。尽管在各个方面存在多重挑战，但我们预计未来十年将见证这种绿色技术在各种应用领域的蓬勃发展，在应对全球危机，特别是全球水资源短缺和清洁能源需求日益增长方面发挥关键作用。通过大量努力弥合最先进的太阳能蒸发系统与未来规模化且具有成本效益的实际应用之间的差距，该技术将能够在未来几年内平衡效率，成本，规模化，稳定性和适应性。

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作者简介

通讯作者-胡良兵教授：马里兰大学帕克分校材料科学与工程系教授。胡教授的研究主要集中于纳米材料及天然高分子基材料的先进制造及其在柔性电子、环境和能源领域的应用，目的是利用纳米技术操纵电子，离子，光子，声子和机械性能，实现多功能性。他的团队发明了透明木材，超强木材，超级保温木材，超柔软木材，木基电池，木基太阳能蒸发器等，并在《Nature》，《Science》，《Nature Energy》，《Nature Materials》，《Chem》，《Joule》等高影响力期刊上发表了300多篇该领域的研究论文。研究成果多次被Nature、麻省理工科技评论、美国之声、美国能源部通讯简报、科学美国人、Materials Today、c&en、新华网、人民网等杂志及媒体进行亮点报道。

第一作者-陈朝吉博士：马里兰大学帕克分校博士后，合作导师胡良兵教授。目前主要从事天然高分子基，特别是木材基材料的多尺度结构改性及其在能源、环境、轻质结构材料、热管理、离子传导等领域的功能化应用开发。迄今在国际著名学术期刊上发表第一作者论文30余篇，包括《Nature》、《Joule》、《Chem》、《Nature Communications》、《Accounts of Chemical Research》等。申请美国专利2项。

课题组简介

BingNano课题组是由胡良兵教授创建并领导的前沿科学问题研究团队，聚焦于能源、环境和柔性电子产品的材料创新和前沿基础科学技术问题研究。通过学科交叉分别从材料、器件和系统层面提出整体解决方案，从而推动相关技术领域快速地取得突破性进展。我们寻求了解和探索具有大纵横比的新兴纳米材料的特征，例如纤维，管和片及其混合物。我们对纳米级基础科学和通过纳米制造的大规模应用感兴趣。我们的目标是通过合理组装来操纵电子、离子、光子、声子和机械特性以实现多功能。

我们目前的研究兴趣包括：

非锂离子电池的新能源存储;

用于能源和环境应用的可持续纳米材料;

纳米材料合成和纳米制造;

柔性电子。

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