如何對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行高效轉(zhuǎn)化與利用是當(dāng)前的科研熱點(diǎn)。南京大學(xué)朱嘉教授研究組腦洞大開，神奇地利用香菇將光轉(zhuǎn)化成蒸汽，相關(guān)成果5月18日發(fā)表在國(guó)際頂尖期刊《先進(jìn)材料》上。 

　　高效的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換與利用被視為國(guó)家能源的重大需求，其中光—熱轉(zhuǎn)化也就是光轉(zhuǎn)化成蒸汽，在海水淡化、水處理、化工、滅菌等領(lǐng)域展現(xiàn)出很好的應(yīng)用前景。然而由于光學(xué)和熱學(xué)的損耗，傳統(tǒng)的光轉(zhuǎn)化蒸汽的效率低于40%，很大程度上限制了其廣泛應(yīng)用。

　　此前朱嘉教授課題組圍繞高效界面光熱轉(zhuǎn)換，做了一系列研究，在光學(xué)聚焦的條件下，已經(jīng)成功地將光熱轉(zhuǎn)化效率提高到了90%。此次更是腦洞大開，利用天然香菇的結(jié)構(gòu)，最大限度地減少了實(shí)際應(yīng)用中太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化中光和熱的損耗。

　　“將光轉(zhuǎn)化成熱的設(shè)置必須具備幾個(gè)條件。”課題組博士生徐凝介紹，能夠很好地吸收太陽(yáng)光，有著多孔結(jié)構(gòu)、親水性，能夠吸收傳輸水分，有效的蒸汽逸散等。大約在七八個(gè)月之前，喜歡吃香菇的她在洗菜時(shí)發(fā)現(xiàn)，香菇正好具備這幾個(gè)條件。

　　“它的菌蓋是深色的，多孔結(jié)構(gòu)的菌肉、橫截面積小且纖維狀的菌柄，可以實(shí)現(xiàn)高效的光吸收，有效地進(jìn)行水供應(yīng)和蒸汽逸散，且同時(shí)能極大地降低熱耗散。”徐凝說(shuō)，香菇柄底端和水體接觸，將水傳輸和熱傳導(dǎo)限制在這個(gè)準(zhǔn)一維通道內(nèi)，通道截面積不到吸光截面積的1/10，在保證有效水供應(yīng)的同時(shí)極大抑制了熱向水體傳輸所產(chǎn)生的傳導(dǎo)耗散，傘狀的弧形菌蓋產(chǎn)生了更大的蒸發(fā)面積且降低了工作溫度，進(jìn)而有效控制了熱對(duì)流和熱輻射的損耗。

　　有了這個(gè)靈感后，隨即開始了實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，課題組發(fā)現(xiàn)，在無(wú)需光學(xué)聚焦的條件下，碳化后的香菇光熱轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到78%，“如果利用此結(jié)果設(shè)計(jì)優(yōu)化人工材料，轉(zhuǎn)化效率會(huì)非常高。”徐凝說(shuō)，此前所有有關(guān)光熱轉(zhuǎn)化的科研都是利用人工制備的材料，利用香菇這一天然的生物材料還是首次。

　　2013年從美國(guó)回來(lái)的朱嘉教授，所做的科研成果很多都讓人覺(jué)得非常神奇。去年將光熱轉(zhuǎn)化效率成功達(dá)到90%以上的成果是一塊專業(yè)名稱為“等離激元鋁”的黑色金屬。它可以浮在水的表面，吸收太陽(yáng)能，且在海水淡化的過(guò)程中，只加熱水表面的一層分子，使得水在變成蒸汽的過(guò)程中，整體水溫保持不變。