用于太阳能水汽蒸发的银蝶翅光热转换效应研究

光热转换效应是指通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来,转换成足够高温度的过程,以有效地满足不同负载的要求.光热转换效应用于水汽蒸发,可应用于发电、灭菌,解决水污染、海水淡化等,为解决能源短缺提出了新思路.近年来,研究发现金属纳米材料具有优异的光热转换效应,主要是由于金属材料具有许多用于热转换的可移动电子,具有独特的局域等离子体共振效应(localized surface plasmon resonance,LSPR),是金属结构上发生的独特现象.当入射光的频率与金属中离域电子震荡频率相匹配时,电子会被集体激发产生共振,振动的电子由于阻尼作用将动能转变为热能,局部热量升高,通过热传导实现金属材料温度升高并向周围扩散.即在光场的作用下贵金属纳米颗粒可表现出独特的LSPR特性,并诱发局域电磁场的显著增强.该效应已被广泛应用于光电转换、表面增强拉曼散射、光电催化、光热传感以及信息存储等领域.最近,人们发现当金属材料经三维空间构型化后,材质的本征属性可进一步与材料结构的拓扑构型、尺度相耦合,表现出与传统宏观材料或纳米粉体完全不同的物理特性.通过精确调控三维构型的尺度、结构、组分等因素,可以实现针对材料功能特性的精准设计,大幅度提高光能转换功能材料的性能,并催生出全新的应用.