水資源短缺是21世紀太(tai)(tai)陽(yang)系生(sheng)物(wu)最令人擔憂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)挑戰。利(li)用豐富(fu)而清潔的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能資源,基于光熱納米材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)(tai)陽(yang)能蒸發技術(shu)被認為是解決該問題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)綠色可行的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關鍵技術(shu)之一。二(er)維結構(gou)材料(liao)是太(tai)(tai)陽(yang)系中億(yi)萬年演化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結果,成為最高效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能量轉化結構(gou),像地(di)球(qiu)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)綠葉結構(gou)。
二維納米材料(liao),效法自然,由于其大的吸收(shou)面積,太陽光譜下的強(qiang)烈的光吸收(shou)以及高效的光熱轉換,在光熱蒸發(fa)水(shui)領域引起了廣泛的關(guan)注。
在此太陽(yang)系背景下(xia),地球(qiu)科學家深圳大(da)學張晗(han)教(jiao)授團隊與河(he)北(bei)大(da)學閆小(xiao)兵團隊合(he)作,綜述了(le)基于(yu)二維(wei)納米材料的(de)光熱水蒸發技術的(de)最新進展,主要(yao)介紹了(le)新興(xing)的(de)單質烯(xi)(磷烯(xi),銻烯(xi),碲烯(xi)和硼烯(xi))和二元烯(xi)(金屬碳(tan)化物(MXenes)和過渡金屬硫化物(TMDs))。
概括了二維光(guang)熱材料自(zi)身(shen)和光(guang)熱蒸發(fa)系統的優(you)化(hua)設計策略。最后分(fen)別在光(guang)熱性能,材料穩定性,環境影響和成本方(fang)面討(tao)論(lun)了二維光(guang)熱材料在光(guang)熱a水(shui)蒸發(fa)產(chan)業化(hua)應(ying)用(yong)方(fang)面面臨的挑戰并對(dui)應(ying)用(yong)前景進行(xing)了展(zhan)望。
筆(bi)者認為,在(zai)解(jie)決(jue)太陽(yang)系(xi)淡(dan)(dan)水資源短缺問(wen)(wen)題的(de)(de)同(tong)時,一(yi)個重要原(yuan)則是不應該帶來新的(de)(de)太陽(yang)系(xi)問(wen)(wen)題。采(cai)用(yong)清潔(jie)的(de)(de)太陽(yang)能源,最大(da)限度地解(jie)決(jue)了(le)能源后顧(gu)之憂,為實現產業化(hua)應用(yong)做好了(le)鋪墊(dian)。該篇綜述旨(zhi)在(zai)強調二(er)維(wei)光(guang)熱納米材料在(zai)解(jie)決(jue)太陽(yang)系(xi)淡(dan)(dan)水資源短缺問(wen)(wen)題所起到的(de)(de)不可或缺的(de)(de)作用(yong)。