近日，中國(guó)藥科大學(xué)理學(xué)院徐波副教授和東北大學(xué)/杭州電子科技大學(xué)張雪峰教授團(tuán)隊(duì)合作在國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊Angewandte Chemie International Edition（影響因子 15.336）發(fā)表了關(guān)于光熱材料的最新研究成果“High-Entropy-Alloy Nanoparticles with Enhanced Interband Transitions for Efficient Photothermal Conversion”。徐波副教授和張雪峰教授為本文的共同通訊作者，課題組2020級(jí)碩士生黃恩惠為本文第四作者，中國(guó)藥科大學(xué)為本文第三通訊單位。
光熱轉(zhuǎn)換材料是把吸收的光能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿囊活?lèi)材料，在光熱治療，太陽(yáng)能利用等諸多領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。基于局域等激元共振效應(yīng)，金屬納米顆粒，比如Au，Ag等，是最受關(guān)注的光熱轉(zhuǎn)換材料，但是由于等離激元共振范圍有限，難以賦予材料在紫外到紅外的波段內(nèi)都具有優(yōu)異的光吸收性能，而且價(jià)格昂貴，在太陽(yáng)能光熱利用方面存在很大的局限。徐波副教授根據(jù)帶間躍遷機(jī)制可以發(fā)生在很寬的光譜范圍內(nèi)，并基于d電子非常局域的特點(diǎn)，首次提出如果能夠在材料費(fèi)米能級(jí)上下4 eV區(qū)間內(nèi)都填充上合適的3d電子，該材料將會(huì)具有在很寬的波段范圍內(nèi)具有優(yōu)異的光吸收性能。通過(guò)理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，3d過(guò)渡金屬高熵合金是符合這一要求的完美材料體系。徐波副教授和東北大學(xué)/杭州電子科技大學(xué)張雪峰教授實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作，成功制備了多組元3d 過(guò)渡金屬高熵合金納米顆粒，驗(yàn)證了其在200 ~2500 nm范圍內(nèi)優(yōu)異的光吸收性能，并且把該材料應(yīng)用于太陽(yáng)能水蒸發(fā)，發(fā)現(xiàn)基于該機(jī)制的水的蒸發(fā)速率要高于其他材料的實(shí)驗(yàn)報(bào)道。此工作為設(shè)計(jì)新型，能夠在很寬波段范圍內(nèi)都具有優(yōu)異光吸收性能的光熱材料提供了新的思路。
文章鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202112520