长春工业大学孙德教授团队近期在材料科学期刊《Langmuir》上发表了一项研究成果,通过无电镀工艺制备出一种仿生镍黑/石墨烯光热转换膜(E-Ni/Gr),该材料旨在提升太阳能驱动界面蒸发的效率。
研究团队受日本槐树树皮纹理结构的启发,设计出具有分级结构的仿生光热转换膜。这种分级结构有助于增强材料的光捕获能力。同时,材料中半导体吸收带隙与碳组分宽带吸收产生协同效应,使光学吸收效率达到83.21%。
实验数据显示,在1 kW·m⁻²的辐照条件下,添加20 mL石墨烯悬浮液的E-Ni/Gr-20膜蒸发速率为1.62 kg·m⁻²·h⁻¹,光热转换效率达到91.25%。该膜在多次使用后仍保持较好性能,经过20次循环测试,蒸发速率保持在1.3 kg·m⁻²·h⁻¹。此外,该材料还具备脱盐功能,对NaCl的截留率超过99%。
孙德教授表示,这一研究为开发高效稳定的光热材料提供了新的思路。该成果展示了仿生结构设计与材料复合在太阳能利用领域的应用潜力,有望推动相关技术在海水淡化等领域的进一步发展。









