正文
）：
通过在光纤内部设置散射中心，或利用包层中不同折射率的颗粒引发光从表面散出；
渐逝波（
evanescent wave
）：
在全内反射条件下，光在界面处产生指数衰减的表面波，激发附着在光纤表面的催化剂。
表面包覆的材料形貌（粗糙度、颗粒分布、厚度）可调控侧发射强度与分布均匀性，构成定制化光驱动反应平台的核心技术之一。相比于传统系统中，催化剂悬浮在水中且仅在靠近光源的区域被激发，导致光能利用率低的问题，
SEOF
通过连续传输与局部发光，能长期稳定地激发包层催化剂，尤其适用于高浊度、复杂几何形貌或难以靠近光源的位置。
图
1
：侧发射光纤的发光模式：折射光（
a&b
）与渐逝波（
c
）协同调控光能利用率。
2.
侧发射光纤（
SEOF
）在微生物抑制与消毒中的应用
控制表面生物膜的形成对于分布式供水系统与医疗器械极为关键。
SEOF
尤其适用于低剂量、高效率地在复杂管道与反应器表面进行
UV-C
杀菌照射。如图
2
所示，
SEOF
可在照射功率仅为
50 mW
的情况下达到与传统紫外柱状光束相当的杀菌效率（如对铜绿假单胞菌的灭活）。更重要的是，
SEOF
在抑制生物膜早期附着阶段表现出极高的效能（图
2b
），即通过在细胞尚未形成
EPS
保护层前持续低剂量照射阻断生物膜建立。此外，作者团队还开发了可用于冷却塔壁面或膜分离系统内的光纤网状结构，以实现更大面积、更均匀的
UV-C
光照，控制例如军团菌等高风险菌的生物膜定植。
图
2
：紫外侧发射光纤可实现与传统紫外照射方案相当的杀菌效率，且更高效的抑制表面致病生物膜的产生。
3.
侧发射光纤（
SEOF
） 在污染物降解与资源转化中的应用
作者系统总结了
SEOFs
在光催化污染物降解与资源转化（如水分解产氢、
CO
₂
还原制甲酸、
H
₂
O
₂
合成）方面的表现。以
TiO
₂
为催化剂的光纤系统相比浆态系统，最高可实现
7
倍的量子效率与
5
倍的降解速率提升。通过将多个光纤捆绑（如
15
根一束），并用单一光源耦合照射，反应速率与量子效率进一步增强。例如，
15
根捆束在分解
pCBA
时
AQY
达到
0.46
，远高于单纤系统（
0.03
）。此外，在资源产能方面，将催化剂固定在光纤表面，可以在相同的催化剂用量下实现
10
倍的产率增长。例如，
SEOF-MOF
系统产
H
₂
O
₂
速率高达
13 mmol h
⁻
¹
g
⁻
¹
；
SEOF
还原
CO
₂
生成甲酸的速率达
116 mmol h
⁻
¹
g
⁻
¹
；
SEOF-ITO-g-C
₃
N
₄
设计实现
H
₂
产量
315 mmol h
⁻
¹
g
⁻
¹
，是常规体系的
125
倍（图
3
）。
图
3
：侧发射光纤系统（蓝色）与浆液光催化设计（红色）在相同催化剂用量下
H
2
O
2
生成量、
CO
2
转化率和
H
2
生成量的比较。
4.
总结与未来展望
侧发射光纤技术以其独特的光传导机制、可定制的表面设计、优异的催化与抑菌性能，在水处理、污染控制与清洁能源制备领域展现出强大的适应性与前景。其作为光驱动反应的新一代平台，正在从实验室走向工程化应用。随着材料科学、光学建模与系统设计的进一步融合，新型侧发射光纤有望辅助分布式环境治理的光催化变革。
