太阳能驱动的光热转换技术凭借其清洁可持续的优势，在海水淡化、热电发电及人体热管理等众多领域受到广泛关注。该领域面临的关键挑战在于通过开发多功能复合结构来提升宽带光吸收与光热转换效率。本文，山东理工大学Min Guo、黄昊飞 副教授、姜兆辉 教授等在《ACS Appl. Nano Mater》期刊发表名为“Fabric-Based GO/Plasmonic Ag Coatings for Solar-Driven Water Evaporation and Thermoelectric Generation”的论文，研究采用分级自组装策略，在织物表面制备出多层氧化石墨烯（GO）/银纳米粒子（Ag NP）复合涂层，其协同效应显著增强了宽带太阳能吸收与高效光热转换性能。
在1 kW·m–2太阳辐射下，GO/Ag复合涂层织物展现出卓越的太阳能加热能力，表面温度高达80.5 °C，使其在实际环境中作为可穿戴柔性加热器进行个人热疗具有高度可行性。此外，该复合织物展现出卓越的太阳能驱动界面水蒸发性能，实现高达1.87 kg·m–2·h–1的水蒸发速率和87.5%的光热转换效率。结合具有独特塞贝克效应的热电模块，复合织物转化出的多余热量被用于热电发电，产生55.8 mV电压和15.0 μW·cm–2功率密度。这种分级GO/Ag复合涂层织物为太阳能驱动的多功能热管理应用提供了有效的替代策略。
图1. Schematic diagram of the preparation process of the multilayered GO/Ag composite coating on fabric through a hierarchical self-assembly approach.
综上所述，作者提出了一种便捷且可扩展的分级自组装策略，用于制备具有增强光热效应的柔性GO/Ag复合涂层织物，以满足多功能热管理应用需求。通过在层层自组装过程中调控GO与银纳米颗粒间的协同作用，优化了分级结构GO/Ag复合涂层织物的宽带光吸收能力和高效太阳能加热性能。在1 kW·m–2的太阳辐射下，GO/Ag复合织物展现出卓越的太阳能加热性能，表面温度高达80.5 °C，使其在实际环境中作为可穿戴柔性加热器进行个人热疗具有高度可行性。此外，GO/Ag复合织物展现出卓越的太阳能驱动界面水分蒸发性能，蒸发速率达1.87 kg·m–2·h–1，光热转换效率高达87.5%。这归功于亲水性纤维素织物的多孔结构与复合涂层内的多层界面，既提供了充足的水分传输通道，又增强了光热效应。结合具有独特塞贝克效应的热电模块，GO/Ag复合织物产生的多余热量可用于热电发电，输出电压达55.8 mV，功率密度达15.0 μW·cm–2。这种具有增强的光热转换效应和长期稳定性的分级结构GO/Ag复合织物，为太阳能驱动的多功能热管理应用提供了有前景的替代策略，包括个人热疗、海水淡化及热电转换等领域。
文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.5c04451
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