本課題組在Energy發(fā)表綜述：Photothermal applications based on graphene and its derivatives A state-of-the-art review
1成果簡(jiǎn)介
石墨烯因其獨(dú)特和優(yōu)異的功能（大的長(zhǎng)徑比，出色的機(jī)械、熱和光學(xué)功能）而成為最有吸引力的材料之一。近年來(lái)，隨著光熱材料研究的不斷深入，石墨烯及其衍生物因其全光譜吸收特性和優(yōu)異的熱傳輸性能，成為頗具潛力的光熱材料，其在不同領(lǐng)域的光熱應(yīng)用引起了業(yè)界極大的興趣。
為此，本研究團(tuán)隊(duì)在《Energy》期刊發(fā)表名為“Photothermal applications based on graphene and its derivatives: A state-of-the-art review”（ Energy, 2021, 216, 119262, DOI: 10.1016/j.energy.2020.119262）的綜述論文，系統(tǒng)總結(jié)了石墨烯及其衍生物的光熱應(yīng)用最新研究進(jìn)展。詳細(xì)討論了石墨烯及其衍生物在不同應(yīng)用領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵問(wèn)題、挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展方向，例如太陽(yáng)能集熱器，太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)水蒸發(fā)，光熱催化，光熱治療和光熱抗菌等。本文的第一作者為碩士研究生李芝靜，通訊作者為雷暉高級(jí)工程師和于偉教授。
2圖文導(dǎo)讀
該綜述首先介紹了石墨烯及其衍生物的結(jié)構(gòu)、性能，然后重點(diǎn)討論了石墨烯及其衍生物在不同的應(yīng)用領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展、面臨的問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展方向。
圖1、本綜述討論的應(yīng)用領(lǐng)域：（a）太陽(yáng)能集熱器；（b）太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)水蒸發(fā)； （c）光熱催化；（d）光熱治療； （e）光熱抗菌。
圖2、石墨烯及其衍生物在太陽(yáng)能集熱器方向的應(yīng)用，包括各種類型的太陽(yáng)能集熱器：（a）平板太陽(yáng)能集熱器；（b）直接吸收式太陽(yáng)能集熱器；（c）真空管式太陽(yáng)能集熱器；（d）拋物槽式太陽(yáng)能集熱器；（e）光伏光熱耦合式太陽(yáng)能集熱器
。
圖3、石墨烯及其衍生物在各種太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)熱蒸發(fā)系統(tǒng)中的應(yīng)用：（a-b）界面系統(tǒng)；（c-d）隔離系統(tǒng)；（e-f）容積系統(tǒng)。
圖4、石墨烯及其衍生物在光熱催化方向的應(yīng)用。
圖5、石墨烯及其衍生物在光熱治療方向的應(yīng)用。
圖6、石墨烯及其衍生物在光熱抗菌方向的應(yīng)用。
3小結(jié)及觀點(diǎn)
石墨烯及其衍生物在不同的應(yīng)用領(lǐng)域都具有很好的應(yīng)用前景，但是不同的領(lǐng)域目前的研究進(jìn)展各不相同。向太陽(yáng)能集熱器應(yīng)用中引入石墨烯及其衍生物為該領(lǐng)域注入了新的活力，然而，當(dāng)前大多數(shù)石墨烯基太陽(yáng)能集熱器研究多關(guān)注于石墨烯的熱交換能力，對(duì)于其光熱轉(zhuǎn)換特性的研究仍需要進(jìn)一步探索。石墨烯及其衍生物可用于太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的水蒸發(fā)系統(tǒng)，目前大多數(shù)研究都基于實(shí)驗(yàn)室的小試，要真正達(dá)到工業(yè)應(yīng)用，還需進(jìn)行更大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)評(píng)估。石墨烯及其衍生物光熱催化是一種理想的節(jié)能催化方法，利用太陽(yáng)能取代熱能作為光熱催化的能源，可以避免由換熱設(shè)備所帶來(lái)的能量損失。在癌癥治療領(lǐng)域，核心問(wèn)題是在靶向殺死局部患病細(xì)胞的同時(shí)，最大程度地減少對(duì)健康細(xì)胞的損害，石墨烯及其衍生物光熱治療是解決此問(wèn)題的可行策略。另外，石墨烯及其衍生物的抗菌作用可以在光熱治療中防止患者被細(xì)菌感染，從而增強(qiáng)其治療效果。