人口膨胀叠加气候变迁与工业排放，致使淡水资源匮乏演变为全球性挑战。常规淡化手段诸如反渗透及电透析，往往需依托高压环境或电力支持，在欠发达区域难以广泛铺开。借助太阳能驱动海水蒸发并冷凝回收，有望突破高昂成本限制，成为解决缺水危机的关键路径。

昆明学院化学化工学院李娇阳博士领衔的研究组，选取碳纳米管充当光热转换介质，芳纶纳米纤维则承担骨架支撑职能，借助定向冷冻结合真空过滤的复合制程，研制出兼具垂直通道与水平分层构造的 ANF 及碳纳米管纤维复合气凝胶。

垂直构造能够加速水分输送速率，碳纳米管凭借全波段吸光特性确保光热转化高效。水平分层设计致力于蒸发后实现高效淡化，大幅提升材料长期重复利用率。研究组系统探究了结冰参数、过滤压力及组分配比等关键条件对结构与性能的影响，进一步优化蒸发效率。该项学术成果以 “Preparation of hierarchically porous ANF/CNT aerogel and its solar-driven high-efficiency desalination performance” 为题，发表于 2026 年《Chemical Engineering Journal》刊物。

性能数据验证实用潜力

碳纳米管与芳纶纳米纤维通过表面羧基与酰胺键形成致密氢键，混合获得均匀液相。经羧化处理的碳纳米管自带亲水性，再经定向冷冻构建垂直排列多孔通道，最后通过冻干法干燥，得到结构稳定的多孔气凝胶。

当碳纳米管占比达30%时，纵向呈现高度平行的垂直通道，热稳定性优异。模拟海水测试显示，总蒸发速率达到 2.04kg/(m²・h)，净蒸发速率达 1.59kg/(m²・h)，较纯 ANF 气凝胶分别提升 87% 和 106%。最大蒸发率可达 3.75kg/(m²・h)，蒸发效率达 149%。

连续 7 天测试表明，淡化效率仍保持在 80% 以上。户外环境每日产淡水 19.0L/m²，足以支撑 6 人日常生活用水。该气凝胶同时具备高蒸发效率、低蒸发焓与良好机械强度，性能优于多数同类材料。

零碳技术重塑供水格局

该研究开发的 ANF/CNT 复合气凝胶太阳能蒸发器，拥有垂直孔隙与水平层状双结构。通过配合机械挤出排盐技术，可长期保持结构稳定，为太阳能海水淡化提供了全新、高效的新策略。

此类技术适用于海岛淡水供给、偏远沿海地区及应急供水场景。低成本、零碳排、模块化特点契合双碳目标与海洋资源绿色利用方向，可推动太阳能海水淡化从实验室走向小规模商用，为全球淡水短缺问题提供高效稳定的材料解决方案。