Adv. Funct. Mater.：具有优异光电转化性能的海贝仿生结构学术资讯

来源：X一MOL资讯

通过向大自然学习的仿生材料已经被证实为一种有效的手段，可以设计合成更加复杂的具有多层级有序的微纳米结构，并使其具有通过通常结构所不能获得的独特物理化学性能。一些海洋贝壳或者珍珠母结构由于其优异的机械性能已经引起了科研人员的广泛关注，一系列的贝壳或珠母仿生材料被开发合成并成功实现了贝壳结构所独有的机械力学性能。相对于力学性能，贝壳和珠母也具有非常诱人的光学性能并被直接做成首饰。但是实现其具有金属光泽需要进行严格的纳米结构控制使其满足一定的可见光折射反射和干涉条件，使其在实现其光学性能的仿生研究非常稀少。而且这种贝壳或珠母仿生结构的合成通常需要经过高温或高压的矿物化过程，更加增加了该类材料的制备难度。

近日，昆士兰科技大学的孙子其教授课题组报道了一种利用真空抽滤二维纳米材料分散液获得层厚度精确可控的二维氧化钛-二维石墨烯交替堆叠仿生海贝结构材料的方法，并成功实现了自然贝壳类材料所独有光学性能以及优异的光电转化性能。该仿生材料类似海贝的层状结构，而且由于该结构由超薄的3纳米左右厚度的二维氧化钛纳米片以及石墨烯组成，避免了对光具有强烈散射作用的不规则缺陷的形成，从而实现了类似贝壳的迷人彩色条纹。在第一性原理计算的支持下，发现该仿生纳米材料具有独特的同质二维氧化钛-氧化钛以及异质二维氧化钛-石墨烯结构层间超快电荷迁移性能。当用于光电转换器件应用时，该仿生材料成功实现了优异的光电响应以及转化性能。因此，该仿生材料展示出良好的应用前景，也为未来通过学习自然界设计新型光学以及光电子材料提供了有效的参考。

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