Biomimetic Hybridization of Janus-like Graphene Oxide into Hierarchical Porous Hydrogels for Improved Mechanical Properties and Efficient Solar Desalination Devices

材料科学 石墨烯 纳米技术 杰纳斯 化学工程 乙烯醇 自愈水凝胶 蒸发 氧化物 微尺度化学 复合材料 聚合物 高分子化学 数学教育 冶金 工程类 物理 热力学 数学
作者
Cheng Ma,Qiaoling Liu,Qianqian Peng,Guohui Yang,Min Jiang,Lu Zong,Jianming Zhang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:15 (12): 19877-19887 被引量:135
标识
DOI:10.1021/acsnano.1c07391
摘要

Light-absorbing hydrogels provide a means for rapidly evaporating water by using solar energy. However, to achieve light-absorbing hydrogels with both durable mechanical properties and efficient energy utilization remains challenging due to the weak interface interactions between solar absorbers and a hydrogel matrix and difficultly controlled surface topography of swollen hydrogel-based evaporators. Herein, we demonstrate an effective nanoconfinement strategy to assemble a spongy poly(vinyl alcohol)/Janus-like graphene oxide hybrid hydrogel (SPJH) via strong interfacial interactions of hydrogen bonding and hydrophobic interaction. The resultant SPJHs with an intriguing hierarchical microstructure templated by air bubbles and ice crystals showed a high toughness (∼231 kJ m-2) and ultimate strain (∼310%) that were more than three times as high as those of light-absorbing hydrogels and a high evaporation rate of 4.18 kg m-2 h-1 with an efficiency up to 95% under 1 sun irradiation (relative humidity = 20%; temperature = 25 °C), achieved by synergistic mechanical and energy nanoconfinement and tailored surface topography within the designed hybrid hydrogels. This hybrid hydrogel-based solar evaporator with an ingenious design principle provides a pathway for scalable and processable solar water purification devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
林登万完成签到,获得积分10
刚刚
涨水娃完成签到,获得积分20
1秒前
领导范儿应助傅宛白采纳,获得10
2秒前
Francohf发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
英俊的铭应助春樹暮雲采纳,获得10
3秒前
luoyatu完成签到,获得积分10
3秒前
高大草莓发布了新的文献求助30
3秒前
3秒前
一块一完成签到,获得积分10
4秒前
多吃青菜完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
完美世界应助月光入梦采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
Mininine完成签到,获得积分10
6秒前
PARISD完成签到,获得积分10
6秒前
Fine发布了新的文献求助10
6秒前
Jacob完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Ycc发布了新的文献求助10
7秒前
雷寒云完成签到,获得积分20
7秒前
安静的棉花糖完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
Francohf完成签到,获得积分10
8秒前
肖木木完成签到,获得积分10
8秒前
坚强的滑板关注了科研通微信公众号
8秒前
9秒前
chun发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
SciGPT应助不安的疾采纳,获得10
10秒前
dida完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
小新应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
花开的声音1217完成签到,获得积分10
11秒前
小马甲应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 2026 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Target genes for RNAi in pest control: A comprehensive overview 600
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 500
Master Curve-Auswertungen und Untersuchung des Größeneffekts für C(T)-Proben - aktuelle Erkenntnisse zur Untersuchung des Master Curve Konzepts für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit bei dynamischer Beanspruchung (Projekt MCGUSS) 500
Design and Development of A CMOS Integrated Multimodal Sensor System with Carbon Nano-electrodes for Biosensor Applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5108016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4317168
关于积分的说明 13449874
捐赠科研通 4146463
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2272181
邀请新用户注册赠送积分活动 1274523
关于科研通互助平台的介绍 1212463