激光诱导石墨烯（LIG）凭借其低成本优势，在太阳能驱动界面蒸发领域展现出重要潜力。然而，当前多数 LIG 基光热材料通常以聚合物为前驱体，既引发环境可持续性方面的顾虑，又使所制膜往往缺乏互联孔结构与合适的润湿梯度，限制了蒸发效率并导致盐结晶与沉积。因此，开发绿色、耐盐且高效的太阳能光热蒸发器具有重要意义。基于此，本文，湖南科技学院Liyong Wang、Yonghong Tan等人员在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊发表名为”In-Situ Preparation of Asymmetric Superwetting Laser-Induced Graphene Janus Membrane on Loofah for Efficient Solar Evaporation”的论文，研究提出了一种基于天然丝瓜络构建不对称超疏水 Janus 光热膜的新策略。该膜以天然丝瓜络为基底，通过对阻燃处理后的丝瓜络进行激光诱导碳化生成 LIG 并经表面化学改性，得到顶层光热超疏水层；再通过等离子体处理构建底层超亲水层，从而形成不对称润湿的 Janus 双层结构。
此外，论文系统研究了激光加工参数与改性剂浓度对膜的润湿行为与光热转换性能的影响，为膜结构的协同优化提供了依据。经标准光照（1000 W·m⁻²）测试，优化后的 F13-LIG-Plasma 膜表现出显著的润湿性差异：顶层水接触角（WCA）高达 152°、底层为 0°。其蒸发速率达到 1.41 kg·m⁻²·h⁻¹。同时，得益于上下层润湿性的协同作用，该膜有效抑制了蒸发界面的盐积累，并对多种复杂水源表现出优异的净化能力，处理后水质达到饮用水安全标准。本研究提出了一种基于天然丝瓜络的不对称超润湿 Janus 膜构筑策略，该策略显著增强了太阳能蒸发器的抗盐与净化性能，并为高效、绿色、耐盐太阳能热蒸发器的设计提供了新的思路。
总而言之，本研究提出了一种制备具有非对称超润湿性能的雅努斯太阳能热蒸发薄膜的方法，该方法以天然丝瓜络为基底材料，采用激光烧蚀与化学表面改性相结合的策略。F13-LIG-Plasma薄膜的上表面表现出超疏水性（WCA = 152°），而下表面则具有超亲水性（WCA = 0°），形成了明显的润湿梯度，从而能够实现高效的水传输和自发脱盐。在标准太阳辐射（1000 W/m²）条件下，该膜的蒸发速率达到1.41 kg m⁻² h⁻¹，并在海水溶液中保持稳定，且未出现显著的盐分积聚。此外，该膜对多种复杂水源（包括含重金属离子的废水、有机染料溶液和天然河水）均表现出净化效果；处理后的水符合饮用水标准。与现有的基于生物质的LIG蒸发器相比，本研究通过在天然三维丝瓜络网络上将原位LIG形成与雅努斯润湿性相结合，提供了一种更简单、更集成的策略。这种不对称超疏水雅努斯膜在太阳能界面蒸发、海水淡化及应急水处理等领域展现出巨大的应用潜力，为农业副产品的增值利用提供了一条可持续且低成本的途径。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.6c15839
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