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成果簡介
石墨烯因其獨特和優(yōu)異的功能（大的長徑比，出色的機械、熱和光學(xué)功能）而成為最有吸引力的材料之一。近年來，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，本研究團隊在《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)用最新研究進展。詳細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)鍵問題、挑戰(zhàn)和未來發(fā)展方向，例如太陽能集熱器，太陽能驅(qū)動水蒸發(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)域的最新研究進展、面臨的問題及未來發(fā)展方向。
圖1、本綜述討論的應(yīng)用領(lǐng)域：（a）太陽能集熱器；（b）太陽能驅(qū)動水蒸發(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能集熱器方向的應(yīng)用，包括各種類型的太陽能集熱器：（a）平板太陽能集熱器；（b）直接吸收式太陽能集熱器；（c）真空管式太陽能集熱器；（d）拋物槽式太陽能集熱器；（e）光伏光熱耦合式太陽能集熱器
。
圖3、石墨烯及其衍生物在各種太陽能驅(qū)動熱蒸發(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
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)域目前的研究進展各不相同。向太陽能集熱器應(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，當前大多數(shù)石墨烯基太陽能集熱器研究多關(guān)注于石墨烯的熱交換能力，對于其光熱轉(zhuǎn)換特性的研究仍需要進一步探索。石墨烯及其衍生物可用于太陽能驅(qū)動的水蒸發(fā)系統(tǒng)，目前大多數(shù)研究都基于實驗室的小試，要真正達到工業(yè)應(yīng)用，還需進行更大規(guī)模的實驗評估。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)備所帶來的能量損失。在癌癥治療領(lǐng)域，核心問題是在靶向殺死局部患病細胞的同時，最大程度地減少對健康細胞的損害，石墨烯及其衍生物光熱治療是解決此問題的可行策略。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菌感染，從而增強其治療效果。