近日，中山大学余树东助理教授和团队造出一种亲水性的石墨烯光热涂层，当将该材料用于界面蒸发，在一个太阳之下获得了 2.54kgm-2h-1 的蒸发速率。

　　具体来说，他们将耦合氯化铜，作为激光诱导的金属盐前驱体，利用激光加工聚酰亚胺薄膜这一方法，不仅获得了石墨烯，还生成了亲水性的氧化铜纳米颗粒。

　　借此制备出一种石墨烯/氧化铜复合材料，进而造出了这种亲水性的石墨烯光热涂层。

　　预计本次材料有望在海水淡化、废水处理等方面获得应用，即能够作为已有海水淡化技术的补充手段，为偏远的离网地区提供获得淡水的廉价方式。

　　与此同时，界面水蒸发还有望在海洋漂浮农场获得应用，为海水农场提供持续的灌溉水资源。

　　据介绍，太阳能界面水蒸发于 2014 年被首次提出，其利用光热层将吸收的太阳光转换成热能，并能用于加速水的蒸发。

　　通过将热量局域在界面水层处，可以获得将近 100% 的“光-蒸汽”转换效率。

　　作为一种优异的光热转换材料，石墨烯材料在太阳能界面蒸发方面的应用十分广泛。

　　但是，传统的石墨烯制备步骤繁琐、成本高昂。激光诱导石墨烯，则能极大解决这一问题。

　　几年前在德国卡尔斯鲁厄理工学院联培读博期间，余树东主要研究光功能结构制造、及其在光电器件中的应用。

　　2019 年博士毕业之后，余树东在华南理工大学从事博士后研究。期间，他开始接触到太阳能界面蒸发。

　　当时，他读到一篇发表于 Nature Energy 的综述论文。针对太阳能界面蒸发，论文里的相关描述吸引了他。

　　后来，他发现自己之前的研究经验可以迁移过来。而且，太阳能界面蒸发领域主要关注太阳能利用和纯净水生产。

　　阅读大量论文之后，他撰写了两篇综述论文，先后发表在 Journal of Materials Chemistry A 和《机械工程学报》上，且都成为期刊的当期封面论文。

　　在撰写综述论文的过程之中，他也发现太阳能界面蒸发依然存在几个待解决的核心问题：

　　作为一名有着机械工程背景的科研人员，他意识到制造方法将能针对前面两个问题起到重要作用Z6尊龙官网入口。

　　这时，他注意到学界正在利用一种新型激光加工方法来制造石墨烯，并将石墨烯材料用于超级电容器和柔性传感器。

　　这让余树东意识到：激光诱导石墨烯是一种极具潜力的光热转换材料，很有希望用于太阳能界面蒸发器件。

　　后来，他在查询资料之后发现传统的石墨烯制造方法不仅繁琐复杂，而且成本高昂。

　　针对这一问题，学界并非没有行动核心团队。比如，一支美国团队曾提出利用激光加工的方法，在聚酰亚胺薄膜上诱导出薄层石墨烯。

　　这种简单高效的石墨烯制备新方法，很快便受到学界的青睐。而在了解相关背景之后，余树东购置了太阳光模拟器、精密天平等设备并启动相关研究。Z6尊龙官网入口

　　期间，他在华南理工大学所指导的研究生于佳栋发现：激光诱导的石墨烯亲水性能不够出色，但是这个性能对于太阳能界面蒸发性能至关重要。

　　为此，他们继续调研文献，Z6尊龙官网入口借此发现如果在石墨烯层上添加亲水性物质，就能有效解决这一问题。

　　然而，针对激光诱导的石墨烯进行二次修饰，存在一定的难度，同时效果也未必好。

　　为此，他们提出利用耦合金属盐前驱体的方法，在激光诱导石墨烯的同时，利用过程中产生的高温条件，来实现亲水性氧化物的生成。

　　随后，他们选用氯化铜来作为前驱体，并在激光的作用下，生成了石墨烯/氧化铜的复合材料。

　　在本次研究期间，余树东完成了在华南理工大学的博士后研究，随后入职中山大学。

　　独立建组之后，在中山大学的支持下他购置了更多设备。同时，也让自己的学生魏于钧复现了之前的实验，课题组的科研助理李威泓亦在仿真模拟上做出重要贡献。

　　基于本次研究，他们打算将激光诱导工艺应用在生物材料上，以期进一步降低器件的整体成本，同时也能更加符合绿色环保的理念。

　　在利用激光诱导获得纯净水资源的同时还能生产电能，从而进一步拓展太阳能界面蒸发器件的应用范围。

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