隨著社會(huì)發(fā)展，淡水資源變得越發(fā)匱乏，水資源短缺正成為全球需要共同面對(duì)的挑戰(zhàn)。光熱蒸汽技術(shù)以太陽能和海水為原料，為清潔水資源的生產(chǎn)提供了一條路徑。然而，傳統(tǒng)的塊體光熱蒸汽技術(shù)由于產(chǎn)水效率較低(約40%)，難以滿足實(shí)際需求。

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口不斷增長(zhǎng)，城市日漸增多和擴(kuò)張，各地用水量不斷增多。據(jù)聯(lián)合國估計(jì)，1900年，全球用水量只有4000億立方米/年，1980年為30000億立方米/年，1985年為39000億立方米/年。到2000年，水量需增加到60000億立方米/年。其中以亞洲用水量最多，達(dá)32000億立方米/年，其次為北美洲、歐洲、南美洲等。約占世界人口總數(shù)40%的80個(gè)國家和地區(qū)約15億人口淡水不足，其中26個(gè)國家約3億人極度缺水。更可怕的是，預(yù)計(jì)到2025年，世界上將會(huì)有30億人面臨缺水，40個(gè)國家和地區(qū)淡水嚴(yán)重不足。

納米技術(shù)(nanotechnology)，也稱毫微技術(shù)，是研究結(jié)構(gòu)尺寸在1納米至100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用的一種技術(shù)。1981年掃描隧道顯微鏡發(fā)明后，誕生了一門以1到100納米長(zhǎng)度為研究分子世界，它的最終目標(biāo)是直接以原子或分子來構(gòu)造具有特定功能的產(chǎn)品。因此，納米技術(shù)其實(shí)就是一種用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的技術(shù)。

在“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)“表面等離激元高效光熱轉(zhuǎn)換機(jī)理、器件及太陽能熱利用”項(xiàng)目支持下，南京大學(xué)朱嘉教授團(tuán)隊(duì)將氧化鋁多孔模板與金屬納米顆粒自組裝技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一種新型吸收體材料，在400nm到10μm波段具有99%的太陽光吸收效率。結(jié)合新型界面光熱轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，將這種材料應(yīng)用到海水淡化上，光熱蒸汽轉(zhuǎn)化效率可達(dá)90%，并且水質(zhì)可以滿足WHO的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)蒸汽焓存儲(chǔ)利用和太陽能水電聯(lián)產(chǎn)，依靠太陽光和自然水源兩種地球上最充沛的資源，即可實(shí)現(xiàn)潔凈水和電的聯(lián)產(chǎn)。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)也將界面太陽能蒸汽技術(shù)創(chuàng)新性地推廣到了污水處理、滅菌等領(lǐng)域，取得了較好的結(jié)果。