沿海与岛礁地区普遍存在淡水、耕地资源短缺问题，传统海水淡化农业技术依赖大型电网与基建，难以在偏远区域落地，且淡化海水残留的硼元素易产生作物毒性、影响产量。针对行业痛点，海南大学肖娟秀教授团队联合南京大学等科研单位，以废弃豆粕为原料研发淀粉样蛋白纤维基生物蒸发器，打造太阳能驱动的循环海水农业系统，构建起“淡水-粮食-材料”绿色闭环模式，为偏远沿海、岛礁可持续农业发展破局，相关成果发表于《自然-水》期刊。
该系统核心为豆粕基生物蒸发器，研究团队依托多款专业设备，将废弃豆粕加工为高性能光热功能材料，制备流程简洁高效：
1. 蛋白提取：利用高速离心机纯化豆粕提取液，去除杂质，制备高纯大豆蛋白原料。
2. 纤维化处理：借助恒温水浴锅孵育蛋白溶液，诱导蛋白自组装生成纳米淀粉样蛋白纤维。
3. 定向冷冻干燥：通过定向冷冻装置结合冷冻干燥机，制备带垂直贯通通道的气凝胶骨架，实现高效输水、自动脱盐，杜绝盐堵问题。
4. 原位功能化：对气凝胶进行原位修饰光热涂层，赋予材料高效太阳能光热转换能力，完成蒸发器制备。
研究团队利用扫描电子显微镜（SEM）表征材料微观结构，验证了纤维网络与垂直通道的成功构建，该特殊分级结构让蒸发器具备出色的输水、抗盐沉积与抗污能力。
太阳能驱动的“淡水-粮食-材料”循环农业系统示意图 | 来源：海南大学新闻网
研究团队依托多款仪器完成系统性能测试：通过氙弧灯模拟太阳光、光功率计校准光照强度，搭配红外热成像仪监测温度，检测设备光热转化与海水淡化性能；利用离子色谱仪检测产水水质。
测试显示，该生物蒸发器日产水量8.29 L/m²，可覆盖大豆全生长周期用水需求。
其可将海水硼离子浓度降至0.18 mg/L，大幅低于联合国粮农组织0.7 mg/L的灌溉阈值，硼去除效果远超传统反渗透技术，有效解决作物硼中毒问题，整体水质优于国际农业灌溉标准。
来源：海南大学新闻网
海南岛为期三月的田间试验证实，该系统淡化水可规避硼离子毒性，大豆长势、产量均优于传统反渗透水灌溉植株。
该系统适配多种农作物，兼具盐碱地改良能力，可规模化应用。数据显示，0.6公顷耕地搭载该系统，可满足47人粮食、237人蛋白质及1853人饮水需求。
该技术依托太阳能离网运行，无需电网支持，豆粕、秸秆等农业废弃物可循环利用，形成零废弃的绿色农业闭环体系。
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