从空气中捕集水分被认为是缓解沙漠地区和电力供应不连续地区水资源短缺的新一代解决方案。继金属有机框架 （MOF）之后，水凝胶复合材料凭借其高溶胀比，化学结构稳定，制备方式简单成熟等优势成为了下一代大气集水材料的候选者。然而，现有的基于水凝胶的大气集水材料常常将起到液化功能的添加剂和光热转化剂均匀分散在材料中，即使其通常只在材料表面起到将水蒸气液化为液态水和在太阳光下加热水凝胶的功能。在此情况下，每种添加剂不仅无法实现高效利用，反而增加了水凝胶的质量并可能降低水凝胶的机械强度。因此，作者提出了“材料功能分而治之”的策略，来最大化水凝胶复合材料中每一种成分的特定功能。

基于本策略，悉尼科技大学土木与环境工程学院付强课题组进行了双层水凝胶在大气集水领域的创新尝试，使用包含季铵盐的离子聚合物作为储水层，加入一种新型聚多巴胺-金属纳米颗粒的聚合物作为光热转化层。两层均使用聚（N-异丙基丙烯酰胺）作为聚合物骨架以实现层间连接。在模拟夜间环境条件下，水蒸气通过昼夜转换实现湿度变化进而在水凝胶表面液化，随后储存在离子聚合物储水层。水吸附实验结果表明，完全相同的成分制备的双层水凝胶其水吸附容量是均匀混合而成的对照水凝胶的166%，这是由于表面更大密度水吸附活性位点实现了水凝胶的快速活化，进而使储水层实现更快的溶胀。另一方面，光热转化层中的聚多巴胺-金属纳米颗粒同样具有辅助水吸附的功能。由于两层水凝胶包含相同成分，并且在水吸附过程中均发生溶胀，所以尽管溶胀比不同，两层水凝胶却仍然实现了紧密连接。该研究为大气集水领域提出了一种创新的材料设计策略，有助于下一代新型基于水凝胶的大气集水复合材料提供设计理念。