葛 燦， 張傳雄， 方 劍

(1. 蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院， 江蘇 蘇州 215021； 2. 蘇州大學(xué) 現(xiàn)代絲綢國家工程實驗室，江蘇 蘇州 215123； 3. 紡織工業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展中心， 北京 100020)

淡水資源和化石能源的日益匱乏已成為制約全球社會發(fā)展和進(jìn)步的重要因素，而且化石能源的過度利用也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。太陽能是地球表面最具有利用前景的可再生能源，太陽每秒照射到地球上的能量相當(dāng)于燃燒500×104t煤釋放的熱量。只要能夠利用到達(dá)地球表面太陽能總量的0.1%，就足以滿足全球每年的能源需求[1]。光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)可綜合利用水資源和太陽能資源，通過加熱水體產(chǎn)生蒸汽，可應(yīng)用于海水淡化、消毒滅菌以及能量收集等。這項技術(shù)使用清潔的太陽光作為唯一能源，可以成為補(bǔ)充陸地淡水供應(yīng)的重要途徑，具有巨大的發(fā)展前景[2]。

經(jīng)過多年努力，界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換效率已得到顯著提升。為獲得穩(wěn)定高效的界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)效率，選擇合適的輸水材料與結(jié)構(gòu)具有重要意義[3]。同時，在蒸發(fā)過程中累積的鹽分會削弱光吸收量，并阻塞輸水通道和蒸汽逸出通道，導(dǎo)致蒸發(fā)效率降低和性能不穩(wěn)定[4]，因而需要設(shè)計出低成本、高效，且可自調(diào)節(jié)的拒鹽結(jié)構(gòu)[5-6]。

除追求高光熱轉(zhuǎn)換效率，未來的發(fā)展更應(yīng)關(guān)注如何讓界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)從實驗室走向工廠，要著重提升系統(tǒng)的環(huán)保性、耐用性、不同材料之間的兼容性、大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的可行性等。纖維材料種類繁多，有特殊的柔韌性和力學(xué)強(qiáng)度，具有功能多樣化、輕質(zhì)、成本低和可裁剪性等優(yōu)勢。在界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)中使用纖維材料可在保障系統(tǒng)出色的效率和性能的同時，減少制造和運(yùn)行成本并提升實用性，有助于推動此項新技術(shù)早日實現(xiàn)實際應(yīng)用[7]。本文綜述了界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)技術(shù)的主要原理、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域，重點(diǎn)介紹了纖維材料在界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)中應(yīng)用的研究現(xiàn)狀，并針對該領(lǐng)域目前所面臨的挑戰(zhàn)，分析展望纖維材料在界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)體系中的應(yīng)用前景。

1 光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)

1.1 光熱轉(zhuǎn)換作用原理

光熱轉(zhuǎn)換材料可有效地吸收太陽光能量，將其轉(zhuǎn)換為熱能用于水體蒸發(fā)。相比于自然條件下的水體蒸發(fā)，使用光熱轉(zhuǎn)換材料能夠極大地加快蒸發(fā)速率，并迅速產(chǎn)生蒸汽[8]。常用的光熱轉(zhuǎn)換材料有等離子基材料、半導(dǎo)體材料和碳基材料等。半導(dǎo)體材料和等離子基材料相對而言由于穩(wěn)定性和成本問題，難以大規(guī)模投入生產(chǎn)使用[9]。碳基材料呈現(xiàn)天然黑色，有很強(qiáng)的寬帶譜光吸收能力，成本低且穩(wěn)定性高[10]。除此之外，碳基材料具有良好的加工性能，易與其他性能優(yōu)良的材料復(fù)合，制造出高效光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所需的各種結(jié)構(gòu)[11]。這些特性使得碳基材料成為最有希望實際應(yīng)用的光熱轉(zhuǎn)換材料之一。

1.2 光熱轉(zhuǎn)換體系演變

為將光能轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生的熱量集中用于加熱水體，提高能量利用效率，光熱轉(zhuǎn)換體系經(jīng)歷了底部加熱、整體加熱、界面加熱的逐步演變過程，如圖1所示[12]。

圖1 光熱轉(zhuǎn)換體系演變過程Fig.1 Evolution of solar steam generation system

1.2.1 底部加熱

太陽能蒸餾是最常見的底部加熱系統(tǒng)。將光熱轉(zhuǎn)換材料放置在容器底部，當(dāng)太陽光照射到材料上后散發(fā)熱量加熱水體產(chǎn)生蒸汽。該設(shè)計中熱量在容器底部產(chǎn)生，而蒸汽在液體中上層產(chǎn)生，從產(chǎn)生熱量到表面蒸發(fā)的過程中，大量的熱量用于加熱整個水體，用于產(chǎn)生蒸汽的熱量只占少數(shù)，造成了嚴(yán)重的熱量損失，蒸發(fā)效率只有40%左右。

1.2.2 整體加熱

整體加熱是將能夠直接吸收太陽能進(jìn)行光熱蒸發(fā)的納米粒子均勻地分散在液體中。由圖1可知，相對于底部加熱，整體加熱系統(tǒng)中大量熱量已從液體底部轉(zhuǎn)移到中上層，但蒸發(fā)效率只能實現(xiàn)小幅度提高，遠(yuǎn)不能滿足實際應(yīng)用的要求；且納米粒子在長期太陽光輻射下的穩(wěn)定性和分散性，以及在回收液體時如何分離納米粒子而不對水體造成污染都是該體系面臨的難題。

1.2.3 界面加熱

受整體加熱的啟發(fā)，為進(jìn)一步減少局部加熱的水量，最大程度地減少不必要的熱量損耗，設(shè)計出了界面加熱系統(tǒng)。由圖1可知，界面加熱系統(tǒng)將能量轉(zhuǎn)換和蒸汽產(chǎn)生都集中在氣-液界面，僅有表層水體被加熱，底層水體幾乎沒有升溫，最大化地利用了熱能。與底部加熱和整體加熱系統(tǒng)相比，界面加熱表現(xiàn)出更高的能量轉(zhuǎn)換效率和蒸發(fā)速率，以及更出色的可重復(fù)使用性、耐用性和環(huán)保性[13]。

圖2示出界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)組成示意圖[14]，多為由光熱轉(zhuǎn)換層和輔助層復(fù)合的多層蒸發(fā)結(jié)構(gòu)[15]。當(dāng)太陽光照射到光熱轉(zhuǎn)換層時被轉(zhuǎn)換為熱能用于水蒸發(fā)，而輔助層的主要功能為輸送水分和減少熱量損失[16]。

圖2 界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)示意圖Fig.2 Schematic diagram of interfacial solar steam generation system

界面加熱系統(tǒng)有著良好的簡便性、獨(dú)立性、高效性和耐用性，所用材料應(yīng)具有以下特性：光熱轉(zhuǎn)換材料具有寬帶譜光吸收性，密度低可浮在水面；隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù)小，可集中熱量減少熱量損耗；輸水材料具有高親水性，可保障水分的持續(xù)輸送；整體結(jié)構(gòu)孔隙度高，可最大化與水體接觸且便于排出蒸汽[17]。

2 光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)的應(yīng)用領(lǐng)域分析

2.1 海水淡化

使用界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)技術(shù)可將海水、湖水、河水，甚至是污水轉(zhuǎn)換為符合健康標(biāo)準(zhǔn)的清潔飲用水。圖3示出界面光熱海水淡化模型圖[18]。

圖3 光熱海水淡化模型示意圖Fig.3 Schematic diagram of photothermal desalination setup

圖中左側(cè)是高鹽度海水，在氣-液界面放置光熱轉(zhuǎn)換材料，入射光照射到光熱轉(zhuǎn)換材料表面將光能轉(zhuǎn)換為熱能用于海水蒸發(fā)，蒸發(fā)后的水蒸汽遇到冷的玻璃罩凝結(jié)，由于重力作用，水滴沿著玻璃罩下滑，最終在右側(cè)的收集池內(nèi)蓄積淡水。

2.2 殺菌消毒

為獲得符合健康標(biāo)準(zhǔn)的飲用水，需要對水體進(jìn)行有效的殺毒滅菌。傳統(tǒng)的殺菌消毒方法是使用臭氧或氯化物等消毒劑，這種方法副作用明顯，影響水質(zhì)。部分新型抗菌劑如銀粒子、抗菌肽等效果較好，但成本和實用性仍無法滿足需求[19]。將界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)技術(shù)用于殺菌是一種經(jīng)濟(jì)、簡便且高效的方法。蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的高溫水蒸汽，使菌體在瞬時高溫下發(fā)生蛋白質(zhì)變性，結(jié)構(gòu)被破壞變得不穩(wěn)定，進(jìn)而失去活性。為充分殺菌，需要大量供能以保證有足夠高的蒸汽溫度和足夠長的蒸汽暴露時間，但眾多經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)無法承受相關(guān)成本。在這一應(yīng)用中，界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)技術(shù)是由太陽光供能，光熱轉(zhuǎn)換材料的耐用性較好，唯一需要消耗替換的是水，因此，該技術(shù)成本低廉，使用價值高[20]。

2.3 光熱發(fā)電

在光熱轉(zhuǎn)換海水淡化技術(shù)中，從太陽能輸入到最終回收得到淡水的過程中存在巨大的能量浪費(fèi)，若能對環(huán)境中各項能源充分利用，同時將太陽能轉(zhuǎn)換為電能或化學(xué)能等其他能量[21]，將產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會價值。在界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)過程中，用光熱轉(zhuǎn)換膜上的溫差或鹽度差發(fā)電，是開發(fā)能量多元化利用，提高利用效率的有效方式。

鹽度差發(fā)電是利用已蒸發(fā)淡化去鹽的淡水和未處理的高鹽度鹽水間的鹽度差，驅(qū)使水從濃度低的一側(cè)流向濃度高的一側(cè)，通過水流動帶來的勢能驅(qū)動發(fā)電機(jī)或利用水體中離子的傳輸產(chǎn)生電流[22]。溫差發(fā)電是利用光熱轉(zhuǎn)換復(fù)合膜在不均勻的光照射下，不同位置水蒸發(fā)速率不均勻，蒸汽的氣壓差驅(qū)使水體在系統(tǒng)內(nèi)部流動，將熱能轉(zhuǎn)換為水體流動的動能，光熱轉(zhuǎn)換膜自帶離子電荷，水流的運(yùn)動帶動離子傳輸產(chǎn)生電流。圖4示出溫度差發(fā)電裝置發(fā)電機(jī)制示意圖[23]。

圖4 溫度差發(fā)電機(jī)制Fig.4 Mechanism of thermoelectric power generation

3 纖維材料在光熱轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用

在界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)領(lǐng)域中，材料的選擇、改性和使用對于提升系統(tǒng)性能具有重要作用。纖維材料具有種類繁多、功能多樣化、成本低、原料豐富、輕便耐用等優(yōu)勢。除此之外，纖維材料易于復(fù)合改性使得光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可具備更加豐富的功能。使用纖維材料不僅能提升界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，更有利于推動該技術(shù)走向規(guī)?；瘧?yīng)用。例如，使用碳纖維[24]、活性炭纖維氈[25]、改性設(shè)計的纖維素纖維[26-27]、濕法紡絲制備的二維過渡金屬碳/氮化物(MXene)纖維[28]作為光熱轉(zhuǎn)換材料；使用低成本的棉[29]、親水性非織造布[30]、聚乙烯醇纖維[24,31]作為輸水材料；使用改性中空纖維織物[32]、低導(dǎo)熱系數(shù)的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯納米纖維膜[33]作為熱量管理材料。以易于復(fù)合改性的纖維為原料，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計可使光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具備出色的拒鹽性能，增加循環(huán)使用壽命[4,34]。

3.1 界面光熱轉(zhuǎn)換材料

高效界面光熱轉(zhuǎn)換材料需要具有出色的光吸收性能以及光熱轉(zhuǎn)換性能。其中光吸收性能包括材料可吸收的太陽光譜的范圍和對每個波長的光吸收能力，這需要其具有低的光發(fā)射率和高的光吸收率。光熱轉(zhuǎn)換材料會通過熱輻射散失熱量，特別是在較高溫度下這種熱輻射損失可能會很大，降低吸收體的熱發(fā)射率可有效抑制這些輻射損耗[35]。

Lin等[26]以纖維素纖維為原料，將其放置在體積比為1∶25∶60的H2SO4、水、乙醇混合溶液中，再以160 ℃常壓加熱4 h得到炭化纖維素纖維，測得其在1 kW/m2光照條件下，光吸收率達(dá)到92.2%，水蒸發(fā)速率達(dá)到0.959 kg/(m2·h)，樣品在循環(huán)使用20次后仍保持出色性能，具有強(qiáng)的光吸收性和低反射率。Li等[25]利用活性炭纖維氈高比表面積、良好的光吸收能力、低導(dǎo)熱性、高孔隙率(93%)、低成本和優(yōu)良的穩(wěn)定性優(yōu)勢，輔之以懸浮隔熱結(jié)構(gòu)組成光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，根據(jù)紅外光譜圖顯示，該系統(tǒng)中熱量集中在界面用于蒸發(fā)，熱量利用率高；由于表面粗糙，活性炭纖維氈的光反射率為5.8%，光吸收率為94%，在1 kW/m2光照下光熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)到79.4%，水蒸發(fā)速率為1.22 kg/(m2·h)。

3.2 輸水材料

輸水材料設(shè)計時需要找到最佳的運(yùn)行條件，使毛細(xì)作用吸收的水量與蒸發(fā)消耗的水量相匹配，從而獲得最高的系統(tǒng)效率和最小的能量損失。若輸水速率過高，大部分從水體中吸收的水分堆積在界面水蒸發(fā)系統(tǒng)表面，這會削弱到達(dá)光熱轉(zhuǎn)換材料的太陽光，使光熱轉(zhuǎn)換效率降低，輸水速率與光熱轉(zhuǎn)換效率更加不匹配，產(chǎn)生惡性循環(huán)，導(dǎo)致水蒸發(fā)速率降低。若輸水速率偏低，界面層上水量不夠，由光能轉(zhuǎn)換而來的熱能無法得到充分利用，能量利用效率降低，也可導(dǎo)致水蒸發(fā)速率降低[36]。輸水材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計多樣、性能各異。三維多孔結(jié)構(gòu)材料的芯吸能力最強(qiáng)，毛細(xì)作用效果最好，但孔隙中的水分會導(dǎo)致熱導(dǎo)率增加，產(chǎn)生更多的傳導(dǎo)熱損失，減少了熱量集中效果[37]。設(shè)計一維和二維輸水通道可將隔熱結(jié)構(gòu)與輸水結(jié)構(gòu)分離，隔熱結(jié)構(gòu)中的氣孔被設(shè)計成封閉結(jié)構(gòu)，以減少熱損失；而輸水結(jié)構(gòu)中的氣孔是打開的，以保證水的充分和連續(xù)輸送，使輸水和隔熱之間的矛盾需求得到平衡[14]。

Qi等[17]利用靜電紡絲技術(shù)制備二氧化硅/羧化多壁碳納米管/聚丙烯腈混合納米纖維膜，用棉紗作為輸水材料，吸水性能好的棉紗通過毛細(xì)作用將水份輸送到蒸發(fā)表面。為便于觀察，使用墨水測試棉紗的毛細(xì)管效應(yīng)，其可在2 min內(nèi)將水分吸附到15 cm高，優(yōu)異的毛細(xì)管效應(yīng)可確保脫鹽過程中持續(xù)穩(wěn)定輸水。在1 kW/m2光照下該系統(tǒng)光熱轉(zhuǎn)換效率為82.52%，蒸發(fā)速率為1.28 kg/(m2·h)。

Li等[33]在膜蒸餾技術(shù)中使用真空輔助過濾將Fe3O4與聚偏二氟乙烯/六氟丙烯納米纖維膜通過強(qiáng)界面黏合力結(jié)合。納米纖維膜的孔徑在膜蒸餾過程中對水蒸汽的擴(kuò)散起著至關(guān)重要的作用，原因如下：首先，在具有合適孔徑的情況下，由于蒸汽壓差，高溫的水蒸汽可快速通過孔；其次，較大的接觸角可防止液體和鹽離子滲透；最后，高孔隙率不僅增加了水分子的擴(kuò)散速度，提高傳質(zhì)效率，而且降低了導(dǎo)熱系數(shù)。

3.3 熱量管理材料

熱量傳遞的主要途徑有熱傳導(dǎo)、熱輻射以及熱對流。降低熱傳導(dǎo)損失可通過使用低導(dǎo)熱系數(shù)的隔熱材料，減小系統(tǒng)內(nèi)部、系統(tǒng)與環(huán)境之間的溫差，將熱量集中在界面加熱層等。物體溫度越高熱輻射越劇烈，損失的能量越大，可通過增加有效蒸發(fā)面積的方式來降低光熱轉(zhuǎn)換材料表面的溫度，減少熱輻射損失。熱對流往往是伴隨熱傳導(dǎo)和熱輻射產(chǎn)生的，解決方案與前二者相同。除減少熱量的損失，還可通過利用潛熱、回收損失的熱量來提高效率。

圖5示出活性炭-燈芯草光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)的掃描電鏡照片[38]。燈芯草具有天然多孔結(jié)構(gòu)，其纖維無縫互連形成開放的原纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Zhang等[38]以燈芯草為骨架結(jié)構(gòu)，通過添加活性炭與其復(fù)合制備光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)材料。燈芯草開放的原纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使入射光進(jìn)入骨架并發(fā)生強(qiáng)散射和內(nèi)部反射，使骨架中的水也被加熱形成蒸汽，由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)低，多孔的原纖維骨架孔隙中充滿了大量氣體，可有效減少蒸汽產(chǎn)生過程中的熱量損失。受榕樹的啟發(fā)，Zhang等[39]將滌綸設(shè)計成類似于榕樹粗壯根莖的柱狀管道，滌綸柱通過減少光熱層與水體之間的接觸面積，從而減少熱量損失。類似于榕樹從葉和根的兩側(cè)蒸騰過程，該分層結(jié)構(gòu)利用織物蒸發(fā)層底面區(qū)域和滌綸柱的側(cè)面區(qū)域用于蒸發(fā)，提高了能量利用效率。

圖5 活性炭-燈芯草光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)的掃描電鏡照片F(xiàn)ig.5 SEM images of activated carbon-juncus effusus solar steam generation system.(a)Cross-section；(b)Surface；(c)Radial section

Wu等[40]制備了由棉、硫化銅、瓊脂糖氣凝膠組成的界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)系統(tǒng)，棉棒通過澆鑄改性后熱導(dǎo)率達(dá)到0.04 W/(m·K)，可極大地減少從蒸發(fā)表面損失至底層水體的熱量。以1 kW/m2的光強(qiáng)度照射1 h后，光熱氣凝膠的表面溫度達(dá)到約33.5 ℃，而容器中水體的溫度仍為加熱前的24.1 ℃。 裸露棉棒的側(cè)壁溫度低于環(huán)境溫度，能夠從環(huán)境中吸收能量用于水蒸發(fā)，由于棉棒出色的熱量管理性能，該系統(tǒng)的蒸發(fā)效率高達(dá)94.9%。

3.4 拒鹽材料

隨著光熱轉(zhuǎn)換效率的逐漸提高，在海水淡化應(yīng)用中，海水中的鹽分在光熱轉(zhuǎn)換材料表面的堆積會堵塞輸水通道，降低蒸發(fā)效率并影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。使用傳統(tǒng)方法除鹽會帶來額外成本并有一定的操作難度，處理不慎將會損傷界面光熱轉(zhuǎn)換材料的性能，因此，需要設(shè)計出一種低成本、高效并有自調(diào)節(jié)功能的拒鹽結(jié)構(gòu)[41]。

Ni等[27]用親水性黑色纖維素織物作為光熱轉(zhuǎn)換層，用白色纖維素織物作為輸水拒鹽結(jié)構(gòu)，白色纖維素織物具有多孔性和親水性，可將水吸至光熱轉(zhuǎn)換層，同時將濃縮的鹽平流并擴(kuò)散回水體中。將該裝置懸浮在3.5% NaCl的模擬海水中，每天在1 kW/m2條件下光照5 h，測試7 d后未觀察到鹽堆積在表面。將該界面蒸發(fā)結(jié)構(gòu)放置在3.5% NaCl的模擬海水中，并在其頂部放置40 g的白色固體顆粒NaCl，用強(qiáng)度為1 kW/m2的模擬光源照射，頂部的鹽分逐漸被溶解，且蒸發(fā)反應(yīng)仍正常進(jìn)行，1 h后頂部鹽分被完全溶解排出光熱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有出色的拒鹽性能，可長時間穩(wěn)定運(yùn)行并溶解和排斥鹽類沉積物。

Li等[42]使用超親水炭化綠藻和棉線制備出一種遷移結(jié)晶裝置，與傳統(tǒng)拒鹽設(shè)計使鹽分溶解到液體的原理不同，該設(shè)計使用棉線將鹽分遷移，使鹽分全部結(jié)晶在棉線上，通過直接清洗棉線上的鹽分反復(fù)使用。將棉線的一端插入鹽水中，另一端露出容器1～2 cm，由于NaCl溶液對棉線的附著力最強(qiáng)，且遠(yuǎn)大于內(nèi)聚力，因此，NaCl溶液首先浸入棉線中，一旦有鹽顆粒形成晶核，溶質(zhì)顆粒順序地堆疊在晶核表面上，使得晶核連續(xù)生長并形成結(jié)晶。在自然光照下進(jìn)行太陽光蒸發(fā)實驗時，隨著時間的推移，棉線表面的鹽結(jié)晶逐漸增加，而中間黑色部分的光熱轉(zhuǎn)換表面沒有鹽分累積，該設(shè)計可同時收集鹽分和淡水，在連續(xù)反應(yīng)15 d后光熱轉(zhuǎn)換過程仍可高效穩(wěn)定運(yùn)行。

綜合近年來刊發(fā)的文章統(tǒng)計得出，若光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)要具備出色的蒸發(fā)效果，光吸收率至少要達(dá)到90%以上，水蒸發(fā)效率至少要達(dá)到80%以上，熱導(dǎo)率至少要低于0.05 W/(m·K)，蒸發(fā)速率至少要達(dá)到1 kg/(m2·h)以上。表1示出近年來使用纖維材料的光熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)?？梢钥闯?，使用纖維材料可在保障系統(tǒng)出色的蒸發(fā)效率和性能的前提下，減少制造成本，提升實用性。除使用傳統(tǒng)纖維材料，也可將現(xiàn)有的材料進(jìn)行改性，使其擁有纖維的形貌特征獲得特定性能。

表1 纖維材料用于界面光熱轉(zhuǎn)換的總結(jié)Tab.1 Performance of photothermal conversion systems using fibrous materials

4 結(jié)束語

近年來，界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)技術(shù)蒸發(fā)效率逐漸增強(qiáng)，未來更需要將研究重心從提升效率轉(zhuǎn)移到降低成本、簡化生產(chǎn)制造流程、增加耐用性、提升環(huán)境友好性、提高實用性能等方面，使光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)從理論階段走向?qū)嶋H應(yīng)用。

纖維材料在這一技術(shù)的應(yīng)用中具有以下優(yōu)勢：1)種類繁多，功能多樣化，可滿足光熱轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中不同應(yīng)用的需求；2)易與其他材料進(jìn)行合成改性復(fù)合，以優(yōu)化性能；3)成本較低，原料豐富，輕便耐用，易于裁剪，實用性突出。許多纖維材料已被證實可用于界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)技術(shù)，若能進(jìn)一步開發(fā)新型高效多功能纖維材料和界面水蒸發(fā)系統(tǒng)，將極大地推動界面光熱轉(zhuǎn)換水蒸發(fā)技術(shù)的實際應(yīng)用。