面向开发在恶劣海洋环境下同时具备高水蒸发效率与抗污染能力的光热材料，创新性提出一种具有特定水通道的超水合两性离子光热水凝胶（聚（三甲胺 N-氧化物，PTMAO）/聚丙烯酰胺/聚吡咯水凝胶，PTAP），用于高防污太阳能界面海水淡化。PTMAO 分子中直接相连的正电荷N⁺与负电荷O⁻构成稳定的两性离子结构，其中O⁻可与水分子形成强水合相互作用，促进水分子沿特定通道快速输运至光热界面，从而实现高效蒸发；同时，N⁺对盐离子产生显著排斥作用，有效保护超水合层结构，抑制盐侵蚀和污染物黏附，赋予材料优异的抗污染性能。通过引入PAAm和PPy网络，PTAP在保持高水合特性的同时，显著提升了力学稳定性和光吸收能力，从而增强了PTAP的结构耐久性和太阳能利用效率。在10 wt% NaCl高盐溶液、1 kW m^–2太阳光照射下，PTAP实现了高达2.35 kg m⁻² h⁻¹的水蒸发速率，并在连续运行100 h内表面无明显盐结晶积累。此外，该光热水凝胶对蛋白质、细菌和藻类等多种污染物均表现出良好的抗黏附能力。

构建的超水合两性离子水凝胶用于高防污太阳能界面海水淡化

Superhydrated Zwitterionic Hydrogel with Dedicated Water Channels Enables Nonfouling Solar Desalination

Panpan Zhang^1,*, Hanxue Liang², Yawei Du¹, Haiyang Wang¹, Yaqi Tian¹, Jingtao Bi¹, Lei Wang¹, Zhiyuan Guo¹, Jing Wang¹, Zhi-Yong Ji^1,*, Liangti Qu^3,*

Nano-Micro Letters 18, 87 (2026). https://doi.org/10.1007/s40820-025-01937-4