人口增长和工业化加剧的全球水资源危机凸显了可持续和分散式海水淡化技术的需求[[1], [2], [3]]。传统的反渗透和热蒸馏方法能耗高且需要昂贵的基础设施，限制了其在资源匮乏地区的应用[[4,5]]。近期研究探索了利用光能进行界面太阳能蒸汽生成（ISSG）以提高单位面积的水资源生产率。ISSG直接从太阳获取大量廉价的可再生能源并产生清洁的淡水，但其工艺更为简单且成本更低[[6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13]]。
尽管取得了显著进展，但仍存在两个关键问题阻碍了该技术进入实用阶段：(i) 自然阳光下的太阳辐射能量不足；(ii) 高盐度处理过程中盐分积累[[14], [15], [16], [17]]。为提高太阳辐射能量的利用率，人们研究了具有宽吸收谱和高转换效率的各种光热材料[[18,19]]。然而，单太阳辐射通量带来的能量限制不容忽视，这一因素将直接影响实际的水蒸气产量。此外，高盐度会导致光热层被盐晶沉积堵塞，阻碍光子传播，从而降低蒸发高盐度海水或工业废水的效率[[20], [21], [22]]。在材料层面，已经证明Janus结构、疏水屏障和宏观多孔扩散通道等方法是可行的，但这些方法的组装难度较大且耐用性较低。一个重要问题是材料和光学元件的开发通常是分开进行的——前者通常在单太阳条件下进行[[26]]，而后者则包含用于增加输入能量的光学聚光器（如菲涅尔透镜），但这可能导致局部过热，与传统的蒸发过程产生冲突[[27], [28], [29]]。缺乏系统级的协同设计很可能会导致性能因集中光照的不利影响而下降。
为解决这一问题，需要采用一种协同的材料-器件策略来同时提高能量利用率和耐盐性。在本研究中，我们提出了一种集成的ISSG系统，将定制设计的琼脂糖/硅藻土/碳纳米管（ADC）水凝胶蒸发器与菲涅尔透镜聚光器相结合。这种分层多孔的ADC水凝胶能够促进快速的水分传输，增强光与物质的相互作用，并增加中间水的含量，从而降低蒸发焓[[30,31]]。在强阳光照射下产生的温度梯度进一步驱动马朗戈尼对流，将盐离子从加热中心区域输送到较冷的外围区域，实现持续的自清洁效果[[32]]。
我们通过实验和COMSOL仿真系统研究了结构-性能关系、水状态调控、单太阳和强光条件下的光热性能以及盐分排斥机制。该系统展示了稳定的高通量海水淡化效果，为下一代太阳能驱动海水淡化技术提供了可扩展的框架。
