分會

第五十四分會：仿生材料化學

摘要

來自海洋的滲透能，也被稱為藍色能源，是一種清潔、可再生的巨大能源，滿足了世界的能源需求?；诜聪螂姖B析的離子選擇性膜通過調(diào)控和操縱離子的定向傳輸來獲取藍色能量，近年來得到了很大的發(fā)展。光控離子傳輸體系引起研究人員的極大興趣，科學家們通過設(shè)計納流體裝置實現(xiàn)了光控離子定向傳輸并構(gòu)建了微型滲透能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。利用二維材料的光致電子-空穴分離特性（GO，MoS2，WS2等），科學家們構(gòu)建了一系列光控離子運輸系統(tǒng)。此外，光熱轉(zhuǎn)換是光能利用的另一種重要方式。然而，利用光熱效應(yīng)對離子運輸?shù)恼{(diào)控鮮有報道。闡明光熱效應(yīng)如何調(diào)控離子運輸?shù)臋C理，將會為光能的綜合利用以及離子的微尺度操控提供一種新思路。本研究中我們利用層狀MXene納流體裝置首次研究了光熱驅(qū)動的離子主動運輸行為。對具有陽離子選擇性的MXene膜的一側(cè)進行光照時，由于其優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換性能，在限域通道內(nèi)形成溫度梯度，從而驅(qū)動離子定向遷移并產(chǎn)生離子電流。將光熱驅(qū)動的離子主動運輸行為引入滲透能轉(zhuǎn)換體系，當光熱驅(qū)動的離子運輸方向與濃差驅(qū)動的離子運輸方向一致時，體系的能量轉(zhuǎn)換得到增強。本研究利用MXene材料的光熱響應(yīng)性質(zhì)實現(xiàn)了對光熱驅(qū)動的離子運輸行為的調(diào)控，有望應(yīng)用于光、熱探測領(lǐng)域。此外，基于光熱驅(qū)動離子定向運輸提升滲透能轉(zhuǎn)換效率的新策略開拓了外界物理場增強能量轉(zhuǎn)換的新應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞

離子主動運輸;光;二維MXene納流體;能量轉(zhuǎn)換;光熱轉(zhuǎn)換

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