水是生命之源,是人类赖以生存和发展的重要基础。然而随着当前人口的急剧增长、工业化城镇化水平的提高和水污染问题的加剧,人类社会正面临着严峻的淡水资源紧缺问题。据统计,全球约2/3的人口(40亿)正生活在不同程度的缺水条件下。然而,地球70.8%的地表面积被水覆盖,但是这其中只有3%的水是淡水。于是海水和苦咸水便成为了缺水地区获取淡水的首选。目前主流的海水淡化技术主要是膜法和热法,均是非常成熟的大规模、集中式的供水方案。但是这两者方案都要消耗化石能源,不可避免地会加剧温室效应和环境污染。而太阳能海水淡化以阳光作为能量来源,其主要方式可以概括为光蒸馏,是一种绿色、环保的淡化技术,有望替代膜法、热法。传统的太阳能蒸馏器的光热利用效率并不高,一般在30～40%。为了提升效率,传统的优化方案有将海水染黑,将海水池底部涂黑等。传统的蒸馏器利用光照使海水整体升温蒸发。但是实际上,我们所需要的是蒸汽,而升温会浪费大部分的光热能量。界面光热转化可以有效解决这个问题。通过选用特殊的纳米材料和设计结构,制备出吸光率超高的光吸收体,并使其漂浮在海水表面,光热转化仅对表层海水进行加热蒸发,从而大大提高了对光照的利用效率。依托纳米材料制备光吸收体的原材料丰富,如金纳米颗粒,石墨,金属等离激元,和氧化石墨烯等。相关科研成果的出现也为太阳能海水淡化提供了多种选择。然而,大部分的研究忽视了海水蒸发过程盐对吸收体的影响,在着重提高效率的同时忽略了稳定性。在太阳能海水过程中,随着海水的蒸发,海水中的盐会结晶析出并堆积在光吸收体的表面。而盐分的堆积会堵塞蒸汽通道,造成蒸发速率衰减,并且会对吸收体的结构造成破坏,进而引发其太阳能海水淡化性能的衰减。我们通过静电纺丝法制备研究出一种柔性的Janus吸收体,可实现稳定、高效的太阳能海水淡化。我们的Janus吸收体将传统的单层吸收体所必需的光热转化、泵水和蒸发几种功能分配到上下双层材料结构:下层的亲水的聚丙烯腈(PAN)无纺布薄膜负责泵水,而喷涂了炭黑(CB)的疏水的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)无纺布薄膜进行光热转化,并在界面处加热蒸发海水,从而可以有效阻止海水中的盐在吸收体表面析出和堆积。在相同的光照条件下,Janus吸收体表现出更稳定的光照蒸发性能,即经过16天以上的测试,蒸发速率仍稳定在1.3kgm-2h-1。此外,由于在海水淡化过程中,CB/PMMA薄膜不会直接接触海水,从而降低了热损失,在1个太阳光照条件下可以获得72%的光热转化效率。我们的研究工作有望为太阳能海水淡化领域提供一种更加稳定、高效和实用的光吸收体方案。