По данным пресс-службы ДВФУ исследователи с Дальнего Востока и их зарубежные коллеги выяснили, что наночастицы диоксида титана, декорированные золотом, поглощают около 96 % излучения солнечного спектра и переводят его в тепло.
Эта технология может быть использована для повышения скорости испарения воды с помощью парогенераторов на основе наноматериалов, работающих за счет объемного и локализованного нагрева, считают ученые.
«Материал получили с помощью простой и экологичной технологии. В жидкость, содержащую ионы золота, мы добавили нанопорошки диоксида титана и все это облучили лазерными импульсами видимого спектра» - рассказал участник исследования, младший научный сотрудник Политехнического института (Школы) ДВФУ Станислав Гурбатов.
По словам Александра Кучмижака, еще одного автора исследования, после лазерного воздействия нанопорошок утрачивает упорядоченную кристаллическую структуру, и в его объеме и поверхности начинается формирование кластеров золота, что способствует более эффективному поглощению видимого света.
«Изначально мы хотели использовать это свойство в контексте солнечной энергетики, но быстро поняли, что из-за своей новой аморфной структуры наночастицы в активном слое солнечных батарей, поглотив солнечную энергию, будут преобразовывать ее в тепло, а не в электричество. Зато пришла идея применить его в качестве своеобразного нагревающего элемента в опреснителе, что и было успешно проделано в лабораторных условиях» - рассказывает старший научный сотрудник Института автоматики и процессов управления ДВО РАН Александр Кучмижак.
Из-за активного поглощения света на 96%, нанопорошок диоксида титана, декорированный кластерами золота, человек видит в черном цвете, тогда как использовался обычный коммерческий белый порошок.
Ученые также отмечают, что свойства материала в том числе позволяют применять его в качестве вещества-детектора в сенсорных системах, которые реагируют на мельчайшие следы различных веществ, растворенных в жидкостях. Например, в микро-флюидных биомедицинских системах, «лабораториях в чипе» и системах экологического мониторинга для поиска в воде загрязняющих веществ, антибиотиков или вирусов.
Исследование было подготовлено представителями Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), Университета ИТМО и Дальневосточного отделения Российской академии наук (ДВО РАН), вместе с зарубежными исследователями.
Исследование: https://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/acsami.0c20463/suppl_file/am0c20463_si_001.pdf
Изображение: captainvector/Фотобанк ru.123rf.com
