近日，我校生物质材料科学与技术教育部重点实验室王成毓、杨海月教授团队联合上海交通大学王如竹教授团队，在国际著名综合性期刊Nature Communications上发表了题为 “Hygroscopic wood sponge with dual phase change function for enhanced all-weather atmospheric water harvesting” 的研究论文。该研究提出了一种具有双重相变功能的吸湿木海绵复合材料设计策略，基于天然木材的垂直取向多层级通道构建氯化锂负载快速吸水区，并引入相变光热水凝胶作为能量管理区，实现了水分在吸附-脱附过程中的相态转变与相变材料储放热过程的协同耦合，在弱光和黑暗条件下仍可持续促进水分释放，在全天候、被动式、高效大气水收集领域展现出广阔应用前景。
大气水收集是缓解离网、干旱及水基础设施薄弱地区淡水短缺的重要策略。然而，现有吸附式大气水收集材料普遍存在水汽扩散阻力大、吸附动力学慢，以及太阳能脱附过程受昼夜变化和天气波动影响明显等问题。该研究通过木海绵多层级开放通道降低水汽传输阻力，并利用相变光热水凝胶储存和释放太阳能热量，有效提升了材料在复杂环境下的连续产水能力。
研究表明，该材料在15%至90%相对湿度范围内吸水量可达0.59至3.03 g g⁻¹，并可在360分钟内达到吸附平衡；相变光热水凝胶储热焓达到155.51 J g⁻¹，能量转换效率达到90.80%。在哈尔滨夏季和厦门冬季等不同气候条件下，材料阵列实现了0.96至1.72 L kg⁻¹ day⁻¹的日产水量，收集水样符合世界卫生组织饮用水相关标准。该研究为发展稳定高效、可持续的大气水收集系统提供了新的材料设计思路。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-72723-y
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