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近日，上海交通大学教授张垚鑫团队在一篇综述论文中，回顾了光热界面水蒸发课题的发展历程，解析了过往围绕蒸发性能与处理盐水稳定性提升的重要里程碑式工作，也对现存的争议性问题进行了梳理，包括蒸发焓调控方面的讨论。
投稿中，研究团队在审稿“battle”阶段与审稿专家、国际同行产生了共鸣。由于课题组在综述论文中表达的核心思想衍生于张垚鑫个人对领域课题发展产生的思考，因此他们并不确定同行专家们是否认可他们的看法。
但在课题组收到审稿意见之后，他们发现审稿专家与研究团队在这一问题上达成了共识。此后，通过修改与审稿系统，课题组与审稿专家对论文涉及到的一些领域内争议性话题进行了深入探讨。这次宝贵的经历让他们收获很多，并对领域的可持续研究与健康发展产生了新的认识。
基于课题组此前在光热界面水蒸发课题上的研究积累，下一步研究团队计划研究光热水蒸发中复杂环境下特定离子的迁移与分离过程，因为此前对水盐的整体运动规律的研究已经较为完备，但基本以氯化钠（NaCl）盐溶液为研究对象，而对具有复杂离子体系水体（如真实海水与盐湖水）的研究仍有欠缺，尤其是对其中某项特定离子的蒸发筛选与分离将会是一项重大挑战。
为此，研究团队计划采用光热水蒸发与离子吸附的方法，通过构筑新型光吸收体材料并对其进行特殊的吸附剂修饰，将有希望实现对特定物种的快速与高选择性富集与提取。
以上研究预计将会对水体矿产资源的富集提取做出重要贡献，比如海水/盐湖水提锂与海水提铀。
另据悉，张垚鑫曾入选美国斯坦福大学 2024 年全球前 2% 顶尖科学家榜单。此前，张垚鑫围绕不同模态下的水（如海水、大气水以及微纳界面水等）与材料界面相互作用开展了一系列研究，重点探索其中涉及的界面能质传输过程，目标提升能源转化利用的整体效率与稳定性，其中主要涉及光热界面水蒸发与大气水吸附过程两项课题。
在光热界面水蒸发方面，张垚鑫此前的研究阐明了多孔光热蒸发界面的水盐输运机制，并提出耐盐的虹吸强迫对流式蒸发结构，解决了由热质不平衡引发的蒸发界面盐污染的科学难题，为实现长期稳定的太阳能海水蒸发淡化提供了一种有效的热质调控方案，并在后续研究中为领域的规范性健康发展提供了标准化建议。
在大气水吸附方面，张垚鑫参与开发了基于新型有机配体修饰高稀释度金属离子配位环境的吸湿水凝胶的构筑策略，为大气水吸附/脱附动力学的调控提供了新思路，实现了界面水分吸附与光热蒸发脱附性能的显著提升。
此外，张垚鑫进一步探索了水吸附过程涉及的能量转移现象，构筑了含氧官能团炭黑纳米涂层耦合的非对称吸附结构，发展了电容型湿气发电机并实现了电能的同步一体化存储，揭示了从湿气中获取能源的能量有效转换机制，拓宽了对水吸附过程的基础理解与深层次认知。
以上论文以第一作者发表于 Nature Sustainability、Joule、Energy Environmental Science、Matter 与 Advanced Materials 等期刊，其中多篇论文连续多年入选高被引论文，推动了领域内的发展，并帮助张垚鑫入选了斯坦福大学 2024 年全球前 2% 顶尖科学家榜单。
参考资料：
1.Desalination 2023，553，116454，https://doi.org/10.1016/j.desal.2023.116454
2.Mao, K., Zhang, Y. & Tan, S.C. Functionalizing solar-driven steam generation towards water and energy sustainability. Nat Water 3, 144–156 (2025). https://doi.org/10.1038/s44221-024-00363-x
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