近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術與(yu) 工程部吳衛平研究員團隊采用飛秒激光結合模板法，構築了內(nei) 部孔隙精準可控且獨立支撐的多孔石墨烯薄膜，在自支撐多孔碳薄膜表麵構築三維陣列化石墨烯微結構，實現了光譜理想吸收、光熱高效轉換和熱質輸運有效調控等特性，相關(guan) 研究成果“Freestanding Ultrathin Precisely Structured Hierarchical Porous Carbon Blackbody Film for Efficient Solar Interfacial Evaporation”發表在Solar RRL上，並入選期刊正封麵。

太陽能驅動的界麵蒸發為(wei) 低碳能源利用、海水淡化和礦物提煉等提供了新的策略，可以實現低密度太陽能的高效、可持續獲取和利用。微觀結構和表/界麵設計是實現光熱轉換、物質傳(chuan) 導和熱管理之間平衡的重要途徑，但也是限製光熱界麵蒸發效率的重要因素。

圖1(a)高效太陽光熱界麵蒸發的多孔石墨烯碳質膜示意圖。(b)光熱界麵蒸發器件結構及蒸發過程示意圖。(c)柔性多孔石墨烯碳質薄膜及飛秒激光加工區域的大麵積（100 cm2）實物照片。(d)飛秒激光加工後，多孔石墨烯碳質薄膜表麵形成的典型“溝壑”特征的石墨烯形貌。

研究人員采用模板法，製備了具有可調諧納米孔的自支撐介孔碳薄膜，並將其用作太陽能光熱蒸發的黑體(ti) 吸收層。通過SEM-FIB（Scanning Electron Microscope-Focused Ion Beam）三維重構和X射線疊層相幹衍射成像（X-ray ptychography imaging）技術，係統研究了孔隙結構對界麵蒸發的影響規律。研究發現，平均孔徑約為(wei) 300 nm的分級多孔碳膜（厚度50μm）表現出優(you) 異的光熱蒸發性能，蒸發速率可達到1.96 kg m−2 h−1。為(wei) 了進一步提升光學吸收及轉換和熱質輸運調控能力，研究小組通過飛秒激光直寫(xie) 方式在碳薄膜表麵構建了具備強疏水特性的石墨烯陣列。其中，紫外-可見光區域的光吸收達到99%以上，而近紅外區域也實現了97%左右的吸收特性，光熱蒸發速率進一步提高11%，達到2.12 kg m−2 h−1，實現了薄平麵結構光熱蒸發器件的優(you) 異性能。

該研究表明，短脈衝(chong) 激光可用於(yu) 高效製備三維石墨烯，並實現了內(nei) 部微結構和表麵化學特性對微觀層麵的光熱轉換、熱質輸運等限域調控規律。此外，基於(yu) 激光製備多孔石墨烯的微觀可控和優(you) 異的熱學特性，有望拓展其在包括航空航天領域在內(nei) 的熱管理等方麵的應用需求。

圖2論文入選《Solar RRL》雜誌封麵