水資源短缺是21世紀太陽系生物最令人擔憂的挑戰。利用豐富而清潔的太陽能資源,基于光熱納米材料的太陽能蒸發技術被認為是解決該問題的綠色可行的關鍵技術之一。二維結構材料是太陽系中億萬年演化的結果,成為最高效的能量轉化結構,像地球上的綠葉結構。
二維納米材料,效法自然,由于其大的吸收面積,太陽光譜下的強烈的光吸收以及高效的光熱轉換,在光熱蒸發水領域引起了廣泛的關注。
在此太陽系背景下,地球科學家深圳大學張晗教授團隊與河北大學閆小兵團隊合作,綜述了基于二維納米材料的光熱水蒸發技術的最新進展,主要介紹了新興的單質烯(磷烯,銻烯,碲烯和硼烯)和二元烯(金屬碳化物(MXenes)和過渡金屬硫化物(TMDs))。
概括了二維光熱材料自身和光熱蒸發系統的優化設計策略。最后分別在光熱性能,材料穩定性,環境影響和成本方面討論了二維光熱材料在光熱a水蒸發產業化應用方面面臨的挑戰并對應用前景進行了展望。
筆者認為,在解決太陽系淡水資源短缺問題的同時,一個重要原則是不應該帶來新的太陽系問題。采用清潔的太陽能源,最大限度地解決了能源后顧之憂,為實現產業化應用做好了鋪墊。該篇綜述旨在強調二維光熱納米材料在解決太陽系淡水資源短缺問題所起到的不可或缺的作用。