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石墨烯具有寬帶吸收和優(yōu)異的光熱特性的優(yōu)點(diǎn)，并且具有有望作為重要的太陽(yáng)能-熱能轉(zhuǎn)換材料。然而，迄今為止，具有卓越的全向光收獲性能的石墨烯太陽(yáng)能熱材料仍然難以制備。

北京大學(xué)劉忠范院士和彭海琳教授課題組使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法（PECVD），制備出了具有分層結(jié)構(gòu)的多級(jí)石墨烯泡沫，即三維石墨烯骨架（Gfoam）表面分布垂直石墨烯納米片（H-Gfoam）。獨(dú)特的多級(jí)結(jié)構(gòu)使得光相干長(zhǎng)度增加；且光在結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生多次反射，使得捕獲的光其表面的任意角度都被充分吸收，降低了反射率，因而整體光熱轉(zhuǎn)換效率可以高達(dá)93.4%。

圖：三維/二維復(fù)合多級(jí)石墨烯泡沫用于光熱轉(zhuǎn)換原理圖

在太陽(yáng)能驅(qū)使下，多級(jí)石墨烯泡沫可作為光吸收劑和加熱器應(yīng)用于海水淡化處理，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)91.4%，且具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和抗腐蝕性。相關(guān)成果發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。