近日，中科院上海光机所薄膜光学实验室研究团队实现了采用纳秒激光直写图案化制备三维多孔石墨烯，并利用其微观结构增强光吸收，实现传质与热量的有效调控，从而促进微观界面蒸发，相关研究成果以“Nanosecond Laser Patterned Porous Graphene from Monolithic Mesoporous Carbon for High-Performance Solar Thermal Interfacial Evaporation”为题发表于Advanced Materials Technologies上，并被选为封面。

　　基于微观表界面效应及局域化热场调控，实现低能量密度太阳光能的高效利用并应用于光热界面蒸发的策略，为低碳清洁能源的获取和高效利用提供了新的思路。纳米多孔碳材料具有优异的宽光谱吸收能力和高比表面积等特征，是太阳能光热界面蒸发的理想材料，但仍然面临传质受限、光吸收转化效率低等方面的问题，使其难以实现更高效率的太阳能界面蒸发。

　　针对这一问题，研究团队提出并实现了利用纳秒激光在生物质成型多孔碳表面图案化三维多孔石墨烯的直接制备，并对其光热局域性界面蒸发进行了系统研究。

　　研究人员采用纳秒激光表面扫描使碳材料升华的新方法，简单、高效、低成本地实现了生物质碳到石墨烯的转变，形成了新型有序多孔石墨烯阵列结构，并采用同步辐射叠层X射线断层照相技术（Synchrotron X-ray ptychography）对材料的微纳结构进行了表征。经过激光处理的碳材料表现出更高的光学吸收能力，图案化的石墨烯高效率地将光能吸收并限制在表面薄层，实现了优化的热量管理。多孔石墨烯具有疏松三维结构和高比表面积的特点，为水分子的传质和蒸发提供了适宜的路径和界面，实现了更高效率的太阳光-蒸汽转化。

　　该项工作证实了纳秒激光便捷高效制备图案化三维石墨烯的可行性，表明了脉冲激光制备图案化三维纳米结构，在高效率太阳能光热界面蒸发用材料制备方面的优势和应用前景。

相关链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202101052
信息来源：光行天下

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。