西北师范大学王向兵、雷自强教授在材料学顶级期刊Advanced Materials发表学术论文

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近日，****雷自强教授团队在大气集水领域取得重要进展，相关成果以“Electrostatic Coordination SaltLocking and Anisotropic Thermal Highways for LeakageFree Atmospheric Water Harvesting”为题发表在材料科学领域的顶级期刊《Advanced Materials》上（DOI:10.1002/adma.74757，材料科学1区，IF:29.1）。****博士后王向兵为论文第一作者，通讯作者为彭辉教授、朱国锋教授和雷自强教授，****为论文唯一通讯单位，****学校在材料科学领域取得重要进展。

大气集水技术通过捕获空气中的水分子并将其转化为液态水，被视为缓解全球淡水**短缺的重要途径之一。然而，现有集水材料在高湿度环境下普遍面临吸湿性盐“泄漏”的难题，盐溶解后从材料中流失，导致性能快速衰减；同时，聚合物凝胶导热性差，阳光热量难以传递到材料内部，制约了水的释放效率。如何在“高吸水”与“**命”之间取得平衡，是该领域长期存在的核心瓶颈。

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图1. 大气集水材料设计与制备

针对上述挑战，研究团队提出了一种“锁-导协同”策略。分子层面，利用κ-卡拉胶的硫酸酯基团与锂离子形成强配位（结合能-0.83 eV，远超水合能-0.55 eV），将盐牢牢锁定，50次循环后性能几乎无衰减。传热层面，采用定向冷冻构建垂直取向结构，将PDA@BNO晶须排列成“导热高速公路”，导热系数提升至0.49 W m-1 K-1（普通凝胶的3倍），1个太阳下解吸速率高达3.1 kg m-2 h-1。该凝胶在30%-90%湿度下吸水0.91-4.32 g/g。**冬季野外实测（4.3℃、<0.5 Sun），搭配主动冷凝装置，仍实现0.78 g/g淡水收集，水质达饮用水标准。该工作为全气候高效大气集水提供了新方案。

作者简介：

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王向兵，****博士后。研究聚焦于可降解材料体系设计与保水、集水材料创新，在生态环境功能材料领域取得系列一系列成果。目前以第一作者身份在Adv Mater、Adv Funct Mater、Environ Sci Technol、Small等国际权威期刊发表多篇SCI论文；申请3项国家发明专利（1项授权专利）；编撰英文学术专著1章；获批中国博士后科学基金第79批面上资助项目。

彭辉，****教授、博导。主要从事生态功能材料、新能源材料方面的研究工作，包括高分子凝胶保水，集水材料、聚合物基低维碳纳米材料、多功能凝胶电解质的制备及新型电化学能源器件的设计研究。迄今，在Adv Mater.、Chem. Soc. Rev.、Adv. Funct. Mater.、ACS Nano、Energy Storage Mater.等国际知名期刊以第一作者/通讯作者发表SCI论文80余篇。近年来，主持国家自然科学基金项目2项，**省杰出青年基金项目1项，****教育厅产业支撑计划项目1项等。荣获**省自然科学二等奖（2015年，2025年）和**省自然科学三等奖（2022年）等。

朱国锋，****教授，博导。主要从事水文与水**，自然**监测与区划方面的研究。主持多项国家自然科学基金、国家基础研究项目子课题、国家重点研发计划子课题、农业农村部农情监测项目。发表学术论文200余篇，出版学术专著5部，授权各类专利40余件。曾获中国农业区划一等奖（排名第9）、**省自然科学奖（排名第1）、中国地理学会科普先进集体奖（排名第1）、**省高校科技进步奖（排名第1）。入选斯坦福全球前2%顶尖科学家、**省领军人才、****学院“西部之光”青年人才。

雷自强，****教授，博导。**优秀教师，****政府特殊津贴。主要从事功能高分子和生态高分子材料等领域的研究工作，先后承担国家重点基础研究前期研究专项（973专项）1项、教育部创新团队项目2项、国家自然科学基金项目7项（包括区域创新发展联合基金重点支持项目1项）。在Advanced Materials, Applied Catalysis B: Environmental, Energy Storage Materials, ACS Nano及《科学通报》等发表论文近500篇，他引17000余次（H-index: 68），出版学术专著1部，合编著作3部，获授权发明专利109项。