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水的蒸發(fā)行為是自然界和生活中常見(jiàn)的物理現(xiàn)象，對(duì)自然界水循環(huán)、人類生存和發(fā)展以及各種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用具有重要作用。研究和利用水蒸發(fā)過(guò)程中傳質(zhì)與傳熱行為，對(duì)高精度打印、溶液法微納制造、高性能水伏發(fā)電等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所宋延林課題組利用圖案化浸潤(rùn)材料作為水的蒸發(fā)介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了密閉環(huán)境中水的自發(fā)定向流動(dòng)與高效蒸發(fā)行為。該研究制備了由低毛細(xì)效應(yīng)的碳材料與高毛細(xì)效應(yīng)的纖維材料組裝形成的異質(zhì)浸潤(rùn)結(jié)構(gòu)。研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與計(jì)算模擬相結(jié)合的手段證明，這一結(jié)構(gòu)可在接近飽和濕度情況下，利用外界環(huán)境波動(dòng)引起的溫度梯度，產(chǎn)生持續(xù)的毛細(xì)芯吸和毛細(xì)蒸發(fā)行為，從而在密閉的容器中實(shí)現(xiàn)水的內(nèi)循環(huán)。基于此，該研究構(gòu)建了密封水伏電池。密封水伏電池能夠利用封閉式器件中水的內(nèi)循環(huán)過(guò)程，將環(huán)境熱能轉(zhuǎn)化為電能。這一電池具有較高的蒸發(fā)發(fā)電轉(zhuǎn)化效率，有望用來(lái)驅(qū)動(dòng)電子表、顯示面板、計(jì)算器等常用設(shè)備以及應(yīng)用于黑暗、沙漠、雨林等傳統(tǒng)光伏水伏器件難以應(yīng)用的場(chǎng)景，為綠色能源的高效利用提供新途徑。近期，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到科學(xué)技術(shù)部和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等的支持。論文鏈接異質(zhì)浸潤(rùn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)密閉環(huán)境中水的自發(fā)、定向、持續(xù)流動(dòng)與蒸發(fā)，并以此為基礎(chǔ)制備水伏電池