用于增强且快速体相光热响应的杂化气凝胶材料
应用物理
2023-06-13 v2 材料科学
光学
摘要
光到热的转换对太阳能热加热、催化和海水淡化等广泛技术至关重要。基于三维（3D）碳纳米材料的气凝胶已被证明是很有前景的光热转换材料。然而，迄今它们的光热转换受限于近表面吸收，导致仅在受照表面区域有强热局域化，而气凝胶大部分体积未被利用。我们提出一种高孔隙率（>99.9%）光热杂化气凝胶材料的创新制备思路，其可实现超快且体相的光热响应，相较原始 variant 增强约2.5倍。该杂化气凝胶基于强光散射的框架结构，由互连中空二氧化硅（SiO）微管构成，其上修饰极少量（量级为几 g cm）还原氧化石墨烯（rGO）纳米片作为光热剂。调控框架结构中rGO的密度使我们能同时控制光散射与光吸收，从而控制体相光热响应。我们进一步表明，通过快速可重复的气体激活，这些转换材料拓展了光热应用范畴，如无线缆光驱动与光控微流泵及软体气动执行器。
引用
@article{arxiv.2303.14014,
title = {Hybrid aeromaterials for enhanced and rapid volumetric photothermal response},
author = {Lena M. Saure and Niklas Kohlmann and Haoyi Qiu and Shwetha Shetty and Ali Shaygan Nia and Narayanan Ravishankar and Xinliang Feng and Alexander Szameit and Lorenz Kienle and Rainer Adelung and Fabian Schütt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.14014},
year = {2023}
}