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光(guang)熱(re)轉(zhuan)換是一種將光(guang)能(neng)(neng)(neng)(特別是將豐富的太陽光(guang))轉(zhuan)換為熱(re)能(neng)(neng)(neng)的技(ji)術(shu)。近些年(nian)，面對(dui)全球(qiu)日益增長的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)需(xu)求以及化石能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)消耗過(guo)程中所帶來的環(huan)境問題，光(guang)熱(re)轉(zhuan)換技(ji)術(shu)得到(dao)了越(yue)來越(yue)多(duo)人(ren)的關注(zhu)。加(jia)之操作簡易和材料選擇豐富的優點，該技(ji)術(shu)已經廣(guang)泛應用于海(hai)水淡化、光(guang)熱(re)致動、癌癥治療(liao)等領域。

最近，新加坡國立大學Chen Po-Yen課題組設計了(le)(le)一種(zhong)普適性(xing)的方(fang)法，利用(yong)多種(zhong)二維材料，通過(guo)兩(liang)相界面熱不穩定性(xing)，實現了(le)(le)仿生微/納多級(ji)結構的高(gao)效構筑(zhu)，獲得了(le)(le)具有寬光譜高(gao)吸(xi)收及(ji)優異光熱轉換特性(xing)的納米(mi)涂層。

為了(le)(le)實現良(liang)好的(de)(de)(de)(de)光(guang)熱(re)(re)轉換，大量具(ju)(ju)有寬(kuan)光(guang)譜(pu)吸收能力的(de)(de)(de)(de)光(guang)熱(re)(re)材(cai)料(liao)被開發(fa)出來。其中，隨著具(ju)(ju)有獨特且(qie)優異光(guang)電特性的(de)(de)(de)(de)二(er)(er)維納(na)米材(cai)料(liao)在(zai)近些年(nian)的(de)(de)(de)(de)快速發(fa)展(zhan)，越來越多的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)者希望利用二(er)(er)維材(cai)料(liao)來實現高效的(de)(de)(de)(de)光(guang)熱(re)(re)轉換，但(dan)是根據(ju)菲涅(nie)耳方程，如何通過簡便普(pu)適的(de)(de)(de)(de)方法減(jian)(jian)少二(er)(er)維材(cai)料(liao)所構(gou)建(jian)的(de)(de)(de)(de)涂層或薄(bo)膜的(de)(de)(de)(de)光(guang)反射(she)問題，是必須面對(dui)的(de)(de)(de)(de)挑戰。盡(jin)管(guan)一些現有工(gong)作通過多孔(kong)框架構(gou)筑、微(wei)陣列加(jia)工(gong)等方法減(jian)(jian)少了(le)(le)光(guang)的(de)(de)(de)(de)寬(kuan)光(guang)譜(pu)反射(she)，從而提高了(le)(le)光(guang)的(de)(de)(de)(de)吸收率(lv)和光(guang)熱(re)(re)轉換效率(lv)，但(dan)是這(zhe)些微(wei)納(na)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)加(jia)工(gong)方法還存在(zai)制備過程復雜繁瑣、需要較高的(de)(de)(de)(de)能耗、不(bu)(bu)適于大規模制備、普(pu)適性不(bu)(bu)強等缺點。

面(mian)對這些困難，本工作設計了一種(zhong)(zhong)普適性(xing)(xing)的(de)加工策略，利用多(duo)種(zhong)(zhong)二維材(cai)料(Ti3C2Tx MXene,rGO和(he)MoS2)所(suo)構(gou)建的(de)活性(xing)(xing)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)，通過兩(liang)相界(jie)面(mian)熱不穩定(ding)性(xing)(xing)，實現了仿生微/納(na)(na)多(duo)級結構(gou)的(de)高(gao)效構(gou)筑(zhu)與加工，獲得了具有寬光(guang)譜高(gao)吸(xi)收(高(gao)達93.2%)及優異光(guang)熱轉換(huan)特性(xing)(xing)的(de)納(na)(na)米(mi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)，在一個太陽光(guang)照射下，仿生納(na)(na)米(mi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)的(de)溫度可(ke)從(cong)室溫升至58.2到62.6℃。最后，該仿生納(na)(na)米(mi)涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)在太陽光(guang)水(shui)汽蒸發和(he)可(ke)穿戴熱管理兩(liang)個領(ling)域，都展現出了優異的(de)適用性(xing)(xing)。