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光熱轉(zhuǎn)換是一種將光能(特別是將豐富的太陽光)轉(zhuǎn)換為熱能的技術(shù)。近些年，面對全球日益增長的能源需求以及化石能源消耗過程中所帶來的環(huán)境問題，光熱轉(zhuǎn)換技術(shù)得到了越來越多人的關(guān)注。加之操作簡易和材料選擇豐富的優(yōu)點，該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海水淡化、光熱致動、癌癥治療等領(lǐng)域。

最近，新加坡國立大學(xué)Chen Po-Yen課題組設(shè)計了一種普適性的方法，利用多種二維材料，通過兩相界面熱不穩(wěn)定性，實現(xiàn)了仿生微/納多級結(jié)構(gòu)的高效構(gòu)筑，獲得了具有寬光譜高吸收及優(yōu)異光熱轉(zhuǎn)換特性的納米涂層。

為了實現(xiàn)良好的光熱轉(zhuǎn)換，大量具有寬光譜吸收能力的光熱材料被開發(fā)出來。其中，隨著具有獨特且優(yōu)異光電特性的二維納米材料在近些年的快速發(fā)展，越來越多的研究者希望利用二維材料來實現(xiàn)高效的光熱轉(zhuǎn)換，但是根據(jù)菲涅耳方程，如何通過簡便普適的方法減少二維材料所構(gòu)建的涂層或薄膜的光反射問題，是必須面對的挑戰(zhàn)。盡管一些現(xiàn)有工作通過多孔框架構(gòu)筑、微陣列加工等方法減少了光的寬光譜反射，從而提高了光的吸收率和光熱轉(zhuǎn)換效率，但是這些微納結(jié)構(gòu)的加工方法還存在制備過程復(fù)雜繁瑣、需要較高的能耗、不適于大規(guī)模制備、普適性不強等缺點。

面對這些困難，本工作設(shè)計了一種普適性的加工策略，利用多種二維材料(Ti3C2Tx MXene,rGO和MoS2)所構(gòu)建的活性涂層，通過兩相界面熱不穩(wěn)定性，實現(xiàn)了仿生微/納多級結(jié)構(gòu)的高效構(gòu)筑與加工，獲得了具有寬光譜高吸收(高達93.2%)及優(yōu)異光熱轉(zhuǎn)換特性的納米涂層，在一個太陽光照射下，仿生納米涂層的溫度可從室溫升至58.2到62.6℃。最后，該仿生納米涂層在太陽光水汽蒸發(fā)和可穿戴熱管理兩個領(lǐng)域，都展現(xiàn)出了優(yōu)異的適用性。