西安交大科研團隊在納米等離激元光熱材料領域取得重要進展
西安交通大學材料科學與工程學院的研究團隊在納米等離激元光熱材料領域取得突破性進展,為高性能光熱轉換與太陽能利用提供了創新性解決方案。該成果在高效能源轉換、海水淡化、生物醫療以及環境修復等領域展現出廣闊的應用前景。
等離激元光熱材料是一種利用金屬納米結構在光照下產生的局域表面等離激元共振效應,將光能高效轉化為熱能的先進功能材料。傳統光熱材料往往受限于光吸收效率低、熱擴散快、穩定性差等問題,而西安交大團隊通過巧妙的納米結構設計與材料體系優化,成功制備出一種新型復合納米材料,顯著提升了光熱轉換效率與穩定性。
研究團隊采用先進的納米合成技術,構建了具有核殼異質結構的等離激元納米顆粒。其核心創新在于通過調控納米顆粒的尺寸、形貌及殼層成分,實現了對太陽光譜(尤其是近紅外波段)的寬譜高效吸收,并有效抑制了熱能在材料內部的非輻射損耗。實驗表明,該材料在模擬太陽光照射下,光熱轉換效率較傳統材料提升了約40%,并且在長時間循環使用后性能衰減極低,表現出優異的耐久性。
這一進展的關鍵在于團隊對等離激元-聲子耦合機制的深入理解與精準調控。他們通過理論模擬與實驗驗證相結合,闡明了納米界面處能量傳遞與耗散的微觀過程,從而指導了材料的理性設計。所開發的材料不僅光熱性能卓越,還具有良好的生物相容性與化學穩定性,為其在腫瘤光熱治療、太陽能驅動海水淡化等領域的實際應用奠定了堅實基礎。
目前,該研究成果已發表于國際頂級材料學期刊,并申請了多項國家發明專利。團隊負責人表示,此項研究為下一代高效光熱材料的開發提供了新的設計思路與制備范式,未來將繼續探索該材料在集成光電器件與清潔能源系統中的規模化應用。西安交大的這一突破,再次彰顯了我國在納米材料與能源科學交叉前沿領域的創新實力。
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更新時間:2026-05-18 02:10:37