近日，海南大学化学化工学院高助威副教授团队在油水分离材料领域取得重要进展，成功开发出一种基于火焰诱导快速固化工艺的超疏水光热泡沫镍材料（3-PDMS/CS/NF），实现了超疏水性与高效光热转换性能的协同集成。该工作创新性地提出了一种“火焰诱导快速固化”策略，以蜡烛烟灰为光热剂、聚二甲基硅氧烷（PDMS）为粘结剂，通过3秒火焰处理同步实现溶剂蒸发、PDMS交联固化及表面微纳结构的构筑。该材料兼具优异的超疏水性能、机械稳定性和光热转换能力，在1个标准太阳光照射下表面温度可升至67.5℃，结合“光热诱导孔道自疏通”机制，实现了对高粘度原油的高效吸附与连续分离，为海上溢油应急处理提供了一种快速、环保、可放大的新材料方案。

创新点一：采用“火焰诱导快速固化”策略，破解制备效率与环保性难题

传统超疏水吸油材料的制备通常需要数小时的高温固化，且多依赖含氟化学试剂，工艺复杂、能耗较高，严重制约了规模化应用。针对上述瓶颈，该团队创造性地提出了一种火焰诱导快速固化策略：将浸渍过PDMS溶液的泡沫镍进行短时间火焰处理（优化时间为3秒），同步实现溶剂蒸发、PDMS交联固化及表面微纳结构的构筑。该制备流程总耗时不超过10分钟，且无需使用含氟试剂，在制备效率与绿色环保方面均体现出显著优势。

创新点二：精准调控火焰处理时间，揭示结构演化规律与协同机制

通过系统调控火焰处理时间（3秒、10秒、25秒），揭示了PDMS在高温火焰下的热解行为与结构演化规律。研究发现，3秒处理可在最大限度保留PDMS疏水甲基基团（碳含量53.86%）的同时，原位生成适量的二氧化硅纳米颗粒以构筑表面粗糙度，实现超疏水性（水接触角>150°，滚动角<5°）与涂层附着力的良好平衡。此外，该材料在pH 1-13及多种常见液体（海水、牛奶、茶水等）环境中浸泡24小时后，仍能保持稳定的超疏水性能，体现出良好的化学耐受性。

创新点三：高效光热转化与"孔道自疏通"机制，突破高粘度原油吸附瓶颈

针对真实原油吸附，研究提出了一种“光热诱导孔道自疏通”机制：光热产生的热量通过高导热镍基底传递，使堵塞区域的原油粘度降低并在重力辅助下重新渗透，从而赋予材料独特的自再生吸附能力，有效克服了传统多孔材料易因孔道堵塞而失效的行业顽疾。该材料对多种油水混合物的重力驱动分离效率达92%以上，最大通量为37,188.0 L m^-2 h^-1；经过10次吸附-脱附循环后，对原油的吸附容量保持在2.19 g/g，解吸效率为86.82%，性能无明显衰减。

创新点四：工艺可放大性与连续分离系统集成，彰显应用潜力

团队成功将该火焰处理方法从实验室常规的2 cm×2 cm样品放大至10 cm×10 cm尺寸，大面积样品仍能保持均匀的超疏水性能，验证了该工艺良好的可放大性与重现性。此外，将3-PDMS/CS/NF与蠕动泵联用后，可构建连续化油水分离系统，在15分钟内即可完成大部分油水混合物的连续分离。与近期报道的PDMS基吸油材料相比，本工作在制备时间（总流程<10 min，火焰固化仅需3 s）、不使用含氟试剂、以及大尺寸可扩展性等方面均展现出一定的综合优势。

本研究得到了国家自然科学基金（No.12202127）、海南省自然科学基金（No.126QN0634）、海南省重点研发计划（No.ZDYF2025GXJS200）及三亚崖州湾科技城重大科技项目（No.2022CXYZD003）的资助。相关研究成果以题为“A rapid flame-induced fabrication of robust superhydrophobic and photothermal nickel foam for efficient oil spill remediation”的论文，发表在学术期刊《Science Bulletin》（IF=21.1）上。化学化工学院硕士研究生魏伟杰为论文第一作者，高助威副教授为通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.06.041