水的蒸发是一个高耗能相变过程，液态水中的每个水分子都被束缚在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进一步突破。在之前的工作中，我们证明了压电材料可以转化海洋中的波浪能到电能，这种转化而来的电能可以活化附近的水从而降低水的蒸发焓，促进水的蒸发过程 (Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2200087)。

本工作中，我们利用光吸收水凝胶和压电纤维膜制备了一体式复合膜蒸发器，采用水凝胶与压电材料诱导产生的电能来协同对抗水高蒸发焓的特性。采用冰模板辅助的原位凝胶法，将还原氧化石墨烯（rGO）分散到由聚乙烯醇（PVA）和单宁酸（TA）组成的基质中，制备了具有高水合性聚合物网络和定向水传输通道的复合光吸收水凝胶。蒸发器的压电组分是通过静电纺丝得到的共聚物聚氯乙烯-三氟乙烯(PVDF-TrFE)纤维，具有均匀排列和各向异性的结构，使纤维在取向方向上通过最大限度地弯曲来激发压电纤维产生电能。复合膜蒸发器沿着波浪往复运动的方向放置在水面上，在波浪产生的机械力作用下，对蒸发器的直接冲击或蒸发器随着波浪作用产生的变形作用均会激发压电纤维产生电信号，从而活化水凝胶中的水，进而提高水凝胶蒸发器的蒸发速率。与未带有压电材料的水凝胶蒸发器相比，采用压电材料的水凝胶制成的薄膜蒸发器具备更低的等效蒸发焓和更快的蒸发速率，最终得到的蒸发速率为2.702 kg m^-2 h^-1，提高约23%。这种水凝胶与波浪产生的电能的协同水活化策略为实现高效率低能耗的太阳能水纯化提供了更现实的解决方案，具有重要的现实意义。

Sen Meng, Chun-Yan Tang, Jie Yang*, Ming-Bo Yang, Wei Yang*, A Wave-Driven Piezoelectrical Film for Interfacial Steam Generation: Beyond the Limitation of Hydrogel, Advanced Science, 2022, 2204187.录用时间：2022年9月12日

全文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202204187