仿竹节纳米材料使太阳能制氢效率提高一个数量级

3日从中国科学技术大学获悉，该校俞书宏教授团队与多伦多大学萨金特团队合作，设计了一种“脉冲式轴向外延生长”方法，成功制备了尺寸、结构可调的一维胶体量子点—纳米线分段异质结，该结构是类似竹节结构的纳米“竹子”复合异质结，可以充分利用太阳能，并将其有效转化为氢能源。研究成果日前发表在了《自然·通讯》上。
据介绍，这种人造纳米“竹子”的竹节和竹茎，分别由硫化镉和硫化锌两种不同的半导体材料组成，二者交替生长，非常类似于我们生活中看到竹子拔地而起的生长过程。有趣的是，研究人员设计的这种独特生长方式，可以精确控制每根人造纳米“竹子”的粗细、节数以及每个竹节的间距。这种丰富的调控能力为进一步开发利用该类材料提供了更多的空间。
此外，科研人员发现，此类人造纳米“竹子”中不同组分之间存在协同效应，二者的取向结合极大地提升了单一材料所具有的性能。相较于单一材料，纳米“竹子”的太阳能制氢效率提高了一个数量级，这为今后设计开发新型高效太阳能制氢材料提供了新途径。