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上海光機(jī)所在納秒激光直寫(xiě)圖案化石墨烯研究方面取得進(jìn)展 基于微觀表界面效應(yīng)及局域化熱場(chǎng)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)低能量密度太陽(yáng)光能的高效利用并應(yīng)用于光熱界面蒸發(fā)的策略，為低碳清潔能源的獲取和高效利用提供了新的思路。納米多孔碳材料具有優(yōu)異的寬光譜吸收能力和高比表面積等特征，是太陽(yáng)能光熱界面蒸發(fā)的理想材料，但仍然面臨傳質(zhì)受限、光吸收轉(zhuǎn)化效率低等方面的問(wèn)題，使其難以實(shí)現(xiàn)更高效率的太陽(yáng)能界面蒸發(fā)。  圖1.納秒激光直寫(xiě)圖案化石墨烯應(yīng)用于光熱界面蒸發(fā) 針對(duì)這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出并實(shí)現(xiàn)了利用納秒激光在生物質(zhì)成型多孔碳表面圖案化三維多孔石墨烯的直接制備，并對(duì)其光熱局域性界面蒸發(fā)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究人員采用納秒激光表面掃描使碳材料升華的新方法，簡(jiǎn)單、高效、低成本地實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)碳到石墨烯的轉(zhuǎn)變，形成了新型有序多孔石墨烯陣列結(jié)構(gòu)，并采用同步輻射疊層X(jué)射線斷層照相技術(shù)（Synchrotron X-ray ptychography）對(duì)材料的微納結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。經(jīng)過(guò)激光處理的碳材料表現(xiàn)出更高的光學(xué)吸收能力，圖案化的石墨烯高效率地將光能吸收并限制在表面薄層，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化的熱量管理。多孔石墨烯具有疏松三維結(jié)構(gòu)和高比表面積的特點(diǎn)，為水分子的傳質(zhì)和蒸發(fā)提供了適宜的路徑和界面，實(shí)現(xiàn)了更高效率的太陽(yáng)光-蒸汽轉(zhuǎn)化。 |
