智能材料和綠色建筑的發(fā)展需要更有效、低耗的控制環(huán)境參數的方法，比如溫度、濕度、化學品濃度等。流體操控界面可以在低耗或零能耗的條件下，控制液體和氣體的分布、注入和分離，提高已有系統的效率和功能。在過去十年，界面日光增強蒸發(fā)在海水淡化、大氣采水等領域得到了廣泛研究并顯示出廣闊前景。將流體操控界面合理引入，可以為新型日光蒸發(fā)界面增添更多的功能和可能性。
圖1：（a）JSDI的獨特室內除濕功能說明。（b）典型的JSDI的設計和制造由三層組成。
圖2：JSDI的單向液體操縱。（a）液滴從JSDI下方注射。（b）液滴從JSDI上方注射。（c）動態(tài)水流下，向下的液體滲透仍然被JSDI所阻擋。積水通過親水的虹吸結構被排出和收集。（d）沒有超親水層的緩沖作用，液滴在撞擊時將部分穿過疏水網，導致液體屏蔽失敗。
圖3：霧氣/蒸汽收集下的JSDI的單向液體操縱。（a）霧氣收集實驗被用來說明連續(xù)過程的可用性。（b）對于單層疏水網來說，生長的液滴不能上浮，而是變大，最終向下滴落。（c）霧氣收集過程中Janus結構和疏水網的直接比較。（d）集成式集霧器由Janus結構和虹吸結構組成，可以實現霧氣捕捉、液體輸送和水排放的連續(xù)過程。（e）單向霧氣收集機制的示意圖。
圖4：JSDI的實驗室內除濕性能。（a）帶有溫度和濕度傳感器的除濕實驗裝置。（b）內部空氣溫度，（c）相對濕度，（d）水溫，以及（e）表面溫度在除濕過程中被連續(xù)記錄。（f）不同類型的界面在不同的內水溫度下的水分蒸發(fā)率。（g）JSDI在200-2500nm之間的紫外—可見—近紅外（UV-VIS-NIR）光譜。（h）COMSOL模擬了封閉式、半封閉式和開放式系統的蒸汽排放行為。
圖5：JSDI在晴天的實際除濕性能。（a）基于JSDI的智能屋頂的示意圖。（b） 不同天氣條件下智能屋頂的除濕和防水邏輯。（c）JSDI智能屋頂的戶外實驗裝置。JSDI屋頂的制作可以按比例放大。四種測試界面對應的系統除濕性能比較。（d）除濕過程中連續(xù)記錄相對濕度、（e）內部空氣溫度和（f）表面溫度。（g）不同容器在實際太陽照射下3小時的水分蒸發(fā)率。
JSDI智能屋頂的除濕性能在晴天的真實環(huán)境中進行了測試。借助獨特的液體操縱和太陽能蒸發(fā)技術，JSDI已經被成功地設計成一個可切換和節(jié)能的智能屋頂，其除濕性能已經得到了驗證。當前的JSDI智能屋頂更像是一個排出水汽的窗口，用于控制和降低室內的濕度。該工作的目標是擴展Janus界面和太陽蒸發(fā)的研究范圍，以滿足綠色建筑、智能工廠和設備保護等領域的需求。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202301421
