向野外士兵和世界各地的公民提供清潔水至關重要，但這是世界上最大的挑戰(zhàn)之一。現(xiàn)在，在陸軍的資助下開發(fā)的一種新的超芯吸和超吸光鋁材料可以改變這種情況。

在美國陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部陸軍研究實驗室的一部分-陸軍研究辦公室的資助下，羅切斯特大學的研究人員開發(fā)了一種新型鋁板，該板能夠更有效地集中太陽能以蒸發(fā)和凈化受污染的水。

ARO項目經(jīng)理Evan Runnerstrom博士說：“陸軍及其戰(zhàn)士在水上奔跑，因此對基礎材料的研究特別感興趣，這可能會導致產(chǎn)生飲用水的先進技術。”這些鋁質(zhì)表面的超級芯吸和吸光性能相結合，可以實現(xiàn)被動或低功率水凈化，以更好地維持戰(zhàn)場上的士兵。”

研究人員開發(fā)了一種激光加工技術，該技術將常規(guī)的鋁瀝青變黑，使其具有很高的吸收性，并且具有超級芯吸作用(它可以將水芯吸向山坡以抵抗重力)。然后，他們將這種超級吸收性和超芯吸性鋁用于太陽能凈水。

Nature Sustainability中的一項技術使用飛秒(超短)激光脈沖來蝕刻普通鋁板的表面。將鋁板以面向太陽的角度浸入水中后，會在金屬表面上向上拉一層水。同時，發(fā)黑的表面保留了它從太陽吸收的能量的近100%，以快速加熱水。最后，芯吸表面結構改變了水的分子間鍵，從而進一步提高了蒸發(fā)過程的效率。

羅徹斯特大學光學教授郭春雷教授說：“這三件事共同使該技術在100%的效率下比理想的設備運行得更好。”“這是一種解決全球水危機的簡單，持久，廉價的方法，特別是在發(fā)展中國家。”

實驗室實驗表明，該方法可將所有常見污染物(例如洗滌劑，染料，尿液，重金屬和甘油)的存在降低到安全的飲用水平。

郭說，該技術在發(fā)達國家減輕干旱地區(qū)的水短缺和水淡化項目中也可能有用。

長期以來，人們一直認為使用陽光煮沸是消除微生物病原體和減少腹瀉感染所致死亡的一種方法，但是沸水并不能消除重金屬和其他污染物。

太陽能水凈化;但是，由于蒸發(fā)的水變成氣態(tài)然后冷凝并被收集時，幾乎所有的雜質(zhì)都被遺忘了，因此可以大大減少這些污染物。

太陽能水蒸發(fā)的最常見方法是體積加熱，即加熱大量水，但只有頂層可以蒸發(fā)。郭說，這顯然是低效的，因為只有一小部分的熱能被利用了。

一種更有效的方法(稱為界面加熱)將漂浮的多層吸收和芯吸材料放置在水的頂部，因此僅需要加熱表面附近的水。但是所有可用的材料都必須水平漂浮在水面上，并且不能直接面對太陽。此外，可用的芯吸材料會很快被蒸發(fā)后留下的污染物堵塞，需要經(jīng)常更換材料。

研究人員開發(fā)的鋁面板通過將薄薄的一層水從儲層中抽出并直接放在太陽能吸收器表面上進行加熱和蒸發(fā)，從而避免了這些困難。

郭說：“此外，由于我們使用的是開槽表面，因此只需噴涂即可非常容易清潔。”“最大的優(yōu)點是，可以連續(xù)調(diào)節(jié)面板的角度，使其在升起時直接面向太陽，然后在落山之前在天空中移動，從而最大程度地吸收能量。”