昆山杜克大学四名本科生周豫、王宣智、陆天忻和吴青霖在材料科学助理教授石炜炜博士的指导下完成的研究论文《利用木质蒸发器实现高效太阳能海水淡化》,近日发表在环境科学领域期刊《环境技术与创新》(Environmental Technology & Innovation)上。

该研究通过仿生设计开发出一种基于天然木材的太阳能蒸发器,为可持续海水淡化和污水净化提供了新思路。
研究团队通过对木材结构的精细改造,加强其垂直排列的多孔通道。这一仿生设计模拟了树木的蒸腾作用,使装置展现出优异的太阳能水分蒸发性能。
实验结果表明,该蒸发器能够高效进行海水淡化和污水净化,其产出的淡水符合世界卫生组织(WHO)安全饮用水标准,可直接饮用,也适用于农业灌溉及日常生活,具有广泛的应用前景。

石炜炜博士
石炜炜博士介绍:“在自然界中,树木的蒸腾作用至关重要,它将根部水分和养分的吸收,与叶片的光合作用及水分释放相连。受这一自然过程启发,我们选用天然木材作为研究材料,并通过结构处理和功能改造,使其具备类似的蒸腾功能。”

周豫
论文第一作者、2026届本科生周豫介绍,团队利用木材的毛细通道结构实现自然吸水,并在表面覆盖高吸光材料,以提高阳光吸收与热能转换效率。
“这是我在昆山杜克大学四年中最宝贵的经历之一。”周豫回忆,从大二暑假开始,他和团队成员几乎每天在实验室工作,从零开始制作蒸发器。“虽然实验中难免遇到数据异常、结果不如预期等情况,但这些挑战让我学会了坚持、沟通和团队协作。”
他感谢石炜炜教授与学校的支持:“石教授每周都会与我们讨论研究进展,帮助我们制定下一步计划。她不仅在技术上给予专业建议,也在我们感到挫折时提供鼓励和支持。得益于学校完善的实验条件,我们几乎所有材料表征和性能测试都能在校内完成,还能在图书馆露台进行户外实地测试,这大大提升了研究效率。”

陆天忻
在同一项目中参与研究的陆天忻,目前在加州大学伯克利分校攻读环境工程硕士项目。她曾在今年早些时候,以第一作者身份在《npj清洁水》(npj Clean Water)期刊发表论文,同样在石炜炜教授的指导下完成。
“石老师的耐心指导和鼓励,帮助我克服了实验室研究中遇到的种种挑战,让我学会坚持、独立思考,并享受科研的乐趣。“陆天忻表示,”昆山杜克大学先进的实验设施为我们的研究提供了重要支持,系统的培训帮助我们快速掌握操作技能,从而逐步成长为自信且独立的研究者。”
在指导过程中,石炜炜博士通过实践教学、每周定期讨论和阶段性目标设定,不仅提高了团队的整体科研能力,也注重培养学生的团队合作意识。
“本科生在科研初期往往缺乏信心,通过每周例会进行阶段性鼓励和成果展示,学生不仅掌握研究进展,也能有效提升自信心。”她说。
鼓励本科生参与科研是昆山杜克大学通识博雅本科教育的一大特色。学校为学生提供了丰富的科研机会、设备和资金支持,使他们从大一开始即可开展高质量的科研项目,包括参与教授科研、暑期研究学者(SRS)项目、学生体验式学习(SELF)以及标志性成果(Signature Work)项目等。据统计,除了按照课程体系要求完成科研课题之外,前三届本科毕业生中已有大约160人次在本科阶段就在国际知名期刊或国际顶级学术会议上发表科研论文。
石炜炜博士表示,未来将继续在教学、科研和学生培养方面深耕,为本科生提供更多实验与探索机会,激发他们的科研潜能,推动材料科学在可持续发展与能源水资源领域的应用。
