界面太阳能水蒸发技术作为绿色取水的新方向，一直面临关键挑战：当高性能纳米光热粉体被加工成宏观器件时，纳米颗粒容易聚集，三维结构强度不足，且长期光照会导致材料性能退化。针对这些问题，中国科学院过程工程研究所与深圳大学联合团队开发出一种创新解决方案，通过高分子“锁扣”机制成功构建出高效耐用的三维光热蒸发材料。
研究团队采用多层空心纳米球壳作为结构基元，利用高分子链与溶剂的相容性特性，使聚酯分子像针线般精准穿过球壳微孔，将分散的纳米颗粒紧密连接。这种设计不仅防止了颗粒团聚，还形成了类似“纳米森林”的三维网络结构，同时构建出高效的水输送通道。实验表明，该材料对太阳光的吸收率高达90.2%，蒸发单位水量所需能量较传统材料降低45.7%。在持续30天的海水加速老化测试中，材料未出现颗粒脱落现象，且光照条件下不产生破坏性自由基，有效解决了有机基底降解的行业难题。
基于这项突破，研究团队在廊坊工程试验基地搭建了0.75平方米的户外示范装置。自然光照条件下，该系统每日可生产20.16升淡水，满足约10人日常饮水需求，水质符合世界卫生组织标准。更引人注目的是，产出的淡水已持续灌溉5平方米试验田长达一年，成功培育出菠菜、玉米、小白菜等作物完成全生长周期，验证了从海水淡化到农业灌溉的技术可行性。
这项成果已发表于国际权威期刊《先进材料》，为太阳能驱动的海水淡化技术提供了新的材料设计范式。通过分子级精准组装实现的多尺度结构控制，不仅提升了光热转换效率，更突破了传统材料在耐久性和规模化应用方面的限制，为缺水地区提供了可持续的淡水解决方案。
