本网讯(通讯员 潘飞平 马良)光能数理学院马良老师指导光能数理学院2020级本科生康淏森、2019级本科生邹静雯等人在国际著名期刊Advanced Functional Materials上发表题为《Synergistic Effect of Photothermal Conversion in MXene/Au@Cu2−xS Hybrids for Efficient Solar Water Evaporation》的研究论文。该期刊为中科院SCI一区top杂志,主要刊登工程技术和材料类有影响力的研究成果,2023年最新影响因子为19.0。马良老师为第一通讯作者,合作者还有光能数理学院陈相柏教授、武汉大学周利教授、南方科技大学王取泉教授。
在光热应用中,等离激元可以通过其特殊的光场-热场耦合机制,实现有效的光能转换和热能传输,在光热转换中扮演重要的角色。本论文报道了一种基于核壳结构的Au@Cu2-xS与超薄MXene强耦合的多等离激元复合材料MXene/Au@Cu2-xS,并首次用于高效光热转化和界面太阳能水蒸发。在三元体系中,Au NRs具有TSPR和LSPR,Cu2-xS纳米壳具有由空穴的集体振荡引起的NIR等离激元共振。MXene材料具有多极性的纵向和横向表面等离激元模式。三者的强耦合可以进一步增强共振强度和宽谱吸收,并在紫外到近红外区展现出优异的光吸收性能。三元体系在单波长激光照射下,通过电子-声子散射的晶格热化,具有优异的光热转换特性。通过瞬态吸收光谱、差异电荷分布图详细阐述了其电荷移动方向,解释了热效应产生的机理。由于在200-2500 nm范围内超过98%的太阳光吸收效率以及多等离激元协同光热作用,所制备的蒸发薄膜在一个太阳光照下表现出2.023 kg m-2 h-1的蒸发速率和96.1%的光热转换效率。本工作得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、光学信息与模式识别湖北省重点实验室开放基金的支持。
近年来,在光能数理学院和光学信息与模式识别湖北省重点实验室的支持下,马良老师指导本科生以第一作者在Nano Research(中科院SCI一区)、Journal of Materials Chemistry C(中科院SCI二区)等期刊发表SCI论文7篇,本科生在挑战杯、互联网+、节能减排等赛事取得了国家级一等奖、省级特等奖、金奖等十余项。
论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202303911(审稿 陈相柏)