由于人口增长、快速工业化和气候变化，全球淡水短缺问题日益严重，影响了全球22亿人[1,2]。海水淡化已成为一个关键的解决方案，其中基于热蒸馏和膜技术的集中式系统在缓解水资源压力方面发挥了重要作用[3,4]。然而，这些系统往往受到高能耗、基础设施成本高昂以及适应分散式或离网环境能力差的限制。在缺乏可靠电力和技术支持的农村和欠发达地区，这些限制尤为突出[5]。因此，迫切需要开发出节能、可扩展且适用于资源有限社区的淡化技术。
太阳能驱动的界面蒸发（SDIE）作为一种可持续的淡化策略，最近受到了重视。通过光热转换将太阳能局部化到水-空气界面，SDIE能够高效地产生蒸汽并收集淡水[6,7]。得益于丰富的太阳能、环境兼容性和简单的设备架构，SDIE特别适用于离网应用[[8], [9], [10]]。除了淡化之外，其应用范围还扩展到了废水处理、金属离子回收、电力生成和土壤修复等领域，展现了其多功能潜力[[11], [12], [13], [14]]。
在过去十年中，SDIE研究主要通过三个相互关联的方向取得了进展。首先，创新集中在开发高性能的光热材料上，包括碳基纳米材料、等离子体金属、金属氧化物和功能性聚合物，以提高太阳能吸收和热转换效率[[15], [16], [17], [18], [19]]。其次，越来越多的人关注使用天然和可再生材料（如木材、纸张和植物衍生框架）进行可持续和可扩展的基底设计，这些材料提供了低成本、环保的平台，并具有良好的热传递和质量传递特性[[20], [21], [22]]。第三，结构和界面工程策略（如三维架构、Janus膜和仿生界面）被设计用来优化水传输、光捕获、热局部化和抗盐性[[23], [24], [25]]。这些进展共同加速了高效、可持续和可扩展的SDIE系统的发展。
尽管取得了这些成就，传统的SDIE系统仍然本质上依赖于太阳辐射，导致在日变化、天气变化和地理差异等波动的环境条件下运行不连续[26]。这一限制影响了淡水生产的连续性和可靠性。为了解决这个问题，最近的研究致力于在阳光变化或缺失的情况下实现连续SDIE（图1a）。随着研究的不断进步，该领域的出版物数量稳步增加，反映了学术界的日益关注（图1b）。然而，相对较少的出版物数量表明这些技术仍处于发展的早期阶段。文献中可以观察到一条清晰的进化轨迹，从最初通过冷蒸发表面收集低级环境热，发展到焦耳热辅助蒸发，再到引入相变材料。这些发展确立了三种主要的连续蒸发策略。同时，先进的3D系统设计通过改善环境热捕获和能量利用，展示了有效的全天候性能。例如，在水体和蒸发界面之间加入冷蒸发表面有助于吸收额外的环境热，在光照较弱或无光照的情况下维持蒸发[27]。多种方法的整合进一步提高了系统的效率和稳定性[28]，而诸如余辉辅助能量收集等新兴概念继续扩展了设计空间[29]。总体而言，这些进展正在将SDIE从一个依赖阳光的过程转变为一个更加适应性强和可靠的连续淡水生产平台。
几篇综述文章总结了全天候SDIE的最新进展[26,35,36]。然而，该领域仍然存在碎片化现象，许多最新的技术和理论突破尚未得到系统整合。特别是，不同连续蒸发策略之间的比较优势、局限性和内在权衡尚未得到充分理解，其性能提升的基本机制也尚未明确阐明。为了解决这些差距，本文对连续SDIE的新兴策略进行了系统和比较分析，重点关注环境能量辅助、焦耳加热辅助、相变热辅助和其他新颖方法（图1c）。首先介绍了传统SDIE系统的能量平衡和关键局限性，强调了由间歇性太阳辐射带来的挑战。随后，根据不同的能量利用机制讨论了各种全天候蒸发策略，接着对其工作原理、热管理特性、蒸发性能和结构设计考虑进行了比较分析。最后，总结了全天候SDIE系统剩余的技术挑战和未来研究方向。通过弥合当前的知识空白，本文旨在建立对连续SDIE系统的统一理解，并提供设计指南，以推动其向可扩展、可靠和可持续的淡水生产方向发展。
