水凝胶作为太阳能蒸发器，通常需要从水凝胶内部的网络和多孔结构到外部的表面形貌进行巧妙的结构设计，以保证充足的供水和高效的光热转化。冰模板法是构建水凝胶内部各向异性多孔道结构的常用方法，但却难以兼顾蒸发表面的精确构筑。
扬州大学吴德峰教授团队基于壳聚糖水凝胶，提出了一种同时构筑蒸发表面结构和内部定向孔道的策略。生物质来源、可降解的壳聚糖作为水凝胶的基体材料，单宁酸修饰的碳纳米管同时作为光热单元和结构单元，通过设计一个非均质的冷冻表面，利用不同方向上温度梯度诱导冰晶成核生长，促进水平方向上优先形成辐射管道状的浅坑阵列，随即再诱导垂直方向上的冰晶继续生长。所得冷冻样品再浸泡于植酸溶液，融化的过程中壳聚糖分子与植酸分子发生物理交联，稳定性进一步提高。由此制备的壳聚糖水凝胶同时具备了可调控的蒸发表面以及定向多尺寸孔道结构。
论文发表于Journal of Materials Chemistry A，扬州大学化学化工学院的博士研究生王元堃为第一作者，吴德峰教授为通讯作者。
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