近日，中國藥科大學理學院徐波副教授和東北大學/杭州電子科技大學張雪峰教授團隊合作在國際化學領域頂級期刊Angewandte Chemie International Edition（影響因子 15.336）發表了關于光熱材料的最新研究成果“High-Entropy-Alloy Nanoparticles with Enhanced Interband Transitions for Efficient Photothermal Conversion”。徐波副教授和張雪峰教授為本文的共同通訊作者，課題組2020級碩士生黃恩惠為本文第四作者，中國藥科大學為本文第三通訊單位。
光熱轉換材料是把吸收的光能轉變為熱能的一類材料，在光熱治療，太陽能利用等諸多領域起著至關重要的作用。基于局域等激元共振效應，金屬納米顆粒，比如Au，Ag等，是最受關注的光熱轉換材料，但是由于等離激元共振范圍有限，難以賦予材料在紫外到紅外的波段內都具有優異的光吸收性能，而且價格昂貴，在太陽能光熱利用方面存在很大的局限。徐波副教授根據帶間躍遷機制可以發生在很寬的光譜范圍內，并基于d電子非常局域的特點，首次提出如果能夠在材料費米能級上下4 eV區間內都填充上合適的3d電子，該材料將會具有在很寬的波段范圍內具有優異的光吸收性能。通過理論計算發現，3d過渡金屬高熵合金是符合這一要求的完美材料體系。徐波副教授和東北大學/杭州電子科技大學張雪峰教授實驗團隊合作，成功制備了多組元3d 過渡金屬高熵合金納米顆粒，驗證了其在200 ~2500 nm范圍內優異的光吸收性能，并且把該材料應用于太陽能水蒸發，發現基于該機制的水的蒸發速率要高于其他材料的實驗報道。此工作為設計新型，能夠在很寬波段范圍內都具有優異光吸收性能的光熱材料提供了新的思路。
文章鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202112520