西安交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)在納米等離激元光熱材料領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，為高性能光熱轉(zhuǎn)換與太陽能利用提供了創(chuàng)新性解決方案。該成果在高效能源轉(zhuǎn)換、海水淡化、生物醫(yī)療以及環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

等離激元光熱材料是一種利用金屬納米結(jié)構(gòu)在光照下產(chǎn)生的局域表面等離激元共振效應(yīng)，將光能高效轉(zhuǎn)化為熱能的先進(jìn)功能材料。傳統(tǒng)光熱材料往往受限于光吸收效率低、熱擴(kuò)散快、穩(wěn)定性差等問題，而西安交大團(tuán)隊(duì)通過巧妙的納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料體系優(yōu)化，成功制備出一種新型復(fù)合納米材料，顯著提升了光熱轉(zhuǎn)換效率與穩(wěn)定性。

研究團(tuán)隊(duì)采用先進(jìn)的納米合成技術(shù)，構(gòu)建了具有核殼異質(zhì)結(jié)構(gòu)的等離激元納米顆粒。其核心創(chuàng)新在于通過調(diào)控納米顆粒的尺寸、形貌及殼層成分，實(shí)現(xiàn)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(nèi)部的非輻射損耗。實(shí)驗(yàn)表明，該材料在模擬太陽光照射下，光熱轉(zhuǎn)換效率較傳統(tǒng)材料提升了約40%，并且在長時間循環(huán)使用后性能衰減極低，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐久性。

這一進(jìn)展的關(guān)鍵在于團(tuán)隊(duì)對等離激元-聲子耦合機(jī)制的深入理解與精準(zhǔn)調(diào)控。他們通過理論模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)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(dǎo)了材料的理性設(shè)計(jì)。所開發(fā)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(xué)穩(wěn)定性，為其在腫瘤光熱治療、太陽能驅(qū)動海水淡化等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

目前，該研究成果已發(fā)表于國際頂級材料學(xué)期刊，并申請了多項(xiàng)國家發(fā)明專利。團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示，此項(xiàng)研究為下一代高效光熱材料的開發(fā)提供了新的設(shè)計(jì)思路與制備范式，未來將繼續(xù)探索該材料在集成光電器件與清潔能源系統(tǒng)中的規(guī)模化應(yīng)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(xué)交叉前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力。