深圳大学&河北大学Adv. Sci.综述：二维光热材料在水蒸发技术的应用

水是我们日常生活的基本需求，缺水已经成为21世纪最令人担忧的全球挑战之一。为了提供更好的解决方案，众多研究者已经在该领域做出了很多努力。其中，利用光热纳米材料的太阳能水蒸发技术被认为是一种可行且绿色的技术，可通过丰富而清洁的太阳能解决水的挑战。光热纳米材料中的光-热转换即利用光热材料将太阳能辐射转换为热的形式。基于纳米材料的光热效应由于在纳米级的指定区域具有精确的加热位置而引起了广泛的兴趣。此外，可调节的表面和结构形态有助于量子限制效应和局部表面等离子共振（LSPR），这进一步增强了光热性能。由于独特的形态和物理化学性质，二维纳米材料已经受到了广泛的关注，这归因于具有较大的吸收面积，在宽广的太阳光谱中具有很强的吸收能力和有效的光热转换能力，可以极大地降低太阳能蒸发装置的成本并促进其实际应用。目前，关于石墨烯二维材料已经被广泛报道，但其他新兴二维纳米材料的光热水蒸发还未被系统的总结。

【成果简介】

近日，深圳大学张晗教授、河北大学闫小兵教授（共同通讯作者）总结了基于二维纳米材料的光热蒸发技术的最新进展，主要包括新兴的单元素二维材料Xene（磷烯，锑烯，碲烯和硼烯）和多元素二维材料（MXenes和TMDs）。此外，还介绍了从材料到系统的各种设计策略。在材料设计方面，讨论了提高光吸收和光热效率的各种策略，并进一步总结和比较了优化整个光热蒸发系统的方法。最后，基于解决水挑战的方案不应带来新的环境和社会问题的原则，着重强调了二维光热纳米材料在解决水挑战方面的作用，并为在光热材料选择，设计和蒸发系统构建中的实际应用提供可行的方案。相关研究成果以“The Rise of 2D Photothermal Materials beyond Graphene for Clean Water Production”为题发表在Advanced Science上。