中国科学院青岛生物能源与过程研究所的研究人员近日利用不同纳米碳材料的复合策略，开发出新型三维太阳光驱动海水淡化膜材料，其光热转化效率超过93%。该工作为3D光热膜的开发设计提供了实验基础，有望推动太阳光驱动海水淡化技术的快速发展。

受收集声波耳廓结构的启发，并借鉴太阳灶结构，研究人员设计了具有宏观尺寸的3D空心锥形光热膜，其光热转化效率超过93%，超过了常见2D平面膜水蒸发速率的极限值。对胶州湾实际海水的测试表明，3D空心锥形光热膜不仅表现出较好的稳定性，同时其蒸发效率是自然蒸发的3.5倍。在蒸发过程中盐会在锥形卷筒上层析出，不会覆盖整个光热膜，这不仅有助于盐的富集回收，同时可保持光热性能的稳定。

详细研究表明，3D空心锥形光热膜超高光热蒸发性能主要通过三方面实现，一是特定的几何外形可以将光线限域在锥形卷筒内部，通过光的多步反射，实现光热卷筒对太阳光的高效吸收，平均吸光率超过99%;二是3D空心锥形卷筒既无需借助额外的隔热材料减少水体中的热流失，也不需要借助其他材料进行水的传导，而是通过改变卷筒在水中的高度，调控与水的接触面积减少热量流失，实现理想的蒸发界面限域加热;三是3D光热锥形卷筒结构的设计使实际蒸发面积不同于太阳光的辐照面积，显著增大实际蒸发面积。