英國薩里大學(xué)(University of Surrey)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種更能有效吸收光與熱的納米級石墨烯薄膜。由于傳統石墨烯的光吸收性較差，這種新開(kāi)發(fā)的納米薄膜能夠為智能壁紙或其他的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應用供電。
薩里大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究所(ATI)采用納米紋理技術(shù)(nanotexturing)，在具有紋路的金屬表面生長(cháng)石墨烯并制成薄膜。相較于傳統的石墨烯，這種石墨烯薄膜可吸收更多90%的光，主要原因就在于其納米圖案紋理，可將光定位于紋理化表面之間的狹小間隔。
軟性的太陽(yáng)能電池（來(lái)源：University of Surrey）
“納米紋理化的石墨烯具有將光線(xiàn)引導至納米結構之間狹小空間的效果，從而加強了光被材料吸收的量，”該論文的主要作者Jose Anguita表示。“一般的石墨烯通常只有2-3%的光吸收量。利用這種方法，具有納米紋理涂層的超薄石墨烯層數更少，但可在廣泛的頻譜范圍(從UV到紅外線(xiàn))吸收約95%的入射光線(xiàn)。”
其靈感就來(lái)自飛蛾的眼睛——飛蛾的眼睛是由表面帶有細微紋理的柱狀結構組成，能讓它們在黑暗的情況下仍清楚看到四周的情況。
“這些細致的紋理能夠捕捉光線(xiàn)并導引至眼睛的中央，使其具有光線(xiàn)不易反射以免被天敵發(fā)現的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也讓他們察覺(jué)天敵的所在位置，”ATI負責人兼薩里大學(xué)教授Ravi Silva表示，這些石墨烯薄層上的納米圖案就像是飛蛾的眼睛。
ATI的研究人員在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)期刊上發(fā)表其研究發(fā)現，并補充說(shuō)：“我們證實(shí)利用這種低溫、非接觸式且大規模相容的制造方法，能夠在細致的光微機電系統(MEMS)紅外發(fā)射器上生產(chǎn)黑體吸收劑。這種發(fā)展可望為需要納米級光源管理的新式光學(xué)元件制造方法鋪路 。
太陽(yáng)能電池可以用這些石墨烯薄膜涂覆，從而在非常暗淡的光線(xiàn)下采只能量，或安裝在室內以便由光或熱產(chǎn)生電力，從而為家中智能電器供電。Silva并補充說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)感測器與能量采集器也可望從這種涂層的好處中受惠。
“我們對于能夠利用現有光學(xué)元件中的材料來(lái)提升性能的潛力感到十分振奮，同時(shí)也期望未來(lái)持續尋找新的應用，”Silva并補充說(shuō)，薩里大學(xué)的石墨烯中心正尋找合作伙伴共同開(kāi)發(fā)各種新技術(shù)。
這項靈感來(lái)自飛蛾“眼睛”的技術(shù)是與BAE Systems合作開(kāi)發(fā)的，研究人員們共同在光學(xué)MEMS元件中實(shí)現紅外線(xiàn)成像。
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