水的蒸发是一个高耗能的相变过程，液态水中的每个水分子都被束缚在一个动态变化的氢键网络中，而气相中的水分子彼此隔绝，相互之间没有作用力。实现水由液态到气态的转变，需要破坏其中所有的氢键网络，因此表现出高的能量消耗。

近几年来，基于水凝胶的具有低蒸发能量需求的高效界面太阳能蒸发器在水净化领域备受关注。水凝胶材料中大量的亲水官能团可以通过氢键作用与水分子结合，干扰凝胶内水分子间的氢键网络，降低了水蒸发所需要的能量，活化了水的蒸发过程。但水凝胶基的蒸发器仅能影响靠近聚合物分子链的氢键网络，而不能作用在远离的水体上，这限制了其活化能力以及蒸发速率的再突破。此外，静电场和交流电场也能影响其中水分子的氢键网络，由电场引发的极化和洛伦兹力会加速水分子的运动，增加分子间碰撞的可能性，削弱水中的氢键网络强度，降低水在蒸发过程中的能垒。但是，直接在水中施加外加电场必然会带来巨大的能源和经济成本，这与节能减排和绿色可持续发展的初衷相悖。因此，探索一种高效且适应性强的降低水蒸发能量的方法，实现高速率、低能耗、低成本的连续水蒸发过程，在太阳能界面水蒸发领域具有重大意义。

本工作中，我们首次利用压电材料进行太阳能界面水蒸发中的水活化，实现波浪驱动的电能产生和电能诱导的蒸发促进。我们采用界面聚合的方式制备了富含钛酸钡粒子的超薄纳米膜并实现了钛酸钡纳米粒子半包埋的分布形式。在这种半包埋的分布形式下，粒子暴露出来的部分可以高效地将波浪能转化为电能，活化附近的水分子，进而促进周围水的活化，加速水的蒸发过程；此外，粒子被包埋进界面聚合层的部分增加其抗冲击能力，避免波浪冲击作用下的脱落。在太阳能蒸发测试中，具有压电性能的蒸发器可以获得2.01 kg m^-2 h^-1的蒸发速率，相比于不带有活化水功能的对比蒸发器而言，提高20%以上。此外，蒸发器还展现出优良的脱盐效果和污水纯化能力，经过纯化后的水符合世界卫生组织饮用水标准。本工作基于压电材料的设计为太阳能界面水蒸发中水的活化方式提供了全新的思路，也为高速率、低能耗、低成本的实际海洋环境的连续水蒸发提供了新的可能性。

Sen Meng, Chun-Yan Tang, Jin Jia, Jie Yang*, Ming-Bo Yang, Wei Yang*, A wave-driven piezoelectric solar evaporator for water purification, Advanced Energy Materials, 2022, 2200087.录用时间：2022年3月16日

全文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202200087