近日，材料与能源学院以云南大学为唯一单位，在Nano Energy（影响因子16.602）上发表研究论文“Integrated multifunctional device based on Bi2S3/Pd: Localized heat channeling for efficient photothermic vaporization and real-time health monitoring”（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105700 ）。该研究提出了器件级多功能集成化器件的设计思路，制备了Bi2S3/Pd复合材料，提高了材料光热转换效率，同时实现了人体指关节健康状况的实时监测。云南大学材料与能源学院硕士生耿学敏、张大东和郑泽民为共同第一作者，万艳芬副教授和杨鹏副教授为共同通讯作者。

淡水资源紧缺已成为迫在眉睫的能源问题，新型界面太阳能蒸汽转换和差热发电作为一种可持续且环境友好的技术，在解决全球淡水短缺和能源危机方面具有巨大的潜力。高效的光热材料不仅可以将太阳能尽可能多地转化成热能，还可以通过温差发电进一步将热能转化为电能，为小型用电设备提供轻便、清洁、可持续供应的电源。以此同时，随着社会的进步以及科技的发展，人们对于健康管理的要求越来越高，通过柔性可穿戴传感器的实时监测，可以实现对人体健康状况的智能化实时管理。基于能源转换和健康监测等多重需求，越来越多的科研工作者对集多功能于一体的器件制备倾入了极大的关注度。因此，集成化设计和精控制备器件级的多功能复合材料，实现高效光热转换、高灵敏度生理监测、自供能器件，成为当下能源研究热点。

基于多功能集成化器件的实际需求，万艳芬、杨鹏团队制备了一种具有优异光热转换性能的复合材料（等离激元Pd纳米球与蒲公英状Bi2S3丝球的复合材料），在相当于一个太阳的光辐照下，其吸光率高达95％，光热转化效率达97％，蒸发速率为1.61 kg m-2 h-1，金属离子去除率约100％。并且基于 Bi2S3 / Pd复合材料的温差发电器件，其输出功率为70.75μW cm-2。此外， Bi2S3 / Pd PAAH（聚丙烯酰胺/聚丙烯酸水凝胶）表现出了出色的可塑性、弹性以及稳定的应变-电压响应，显示了高灵敏度的传感能力，可实时监测人体肌肉力量和关节健康状况。该工作制备了集合太阳能蒸汽转换，温差发电和可穿戴传感的器件级多功能集成系统。在飞速发展的物联网时代，该研究为自供能的多功能集成设备提供了新的设计思路和启发。

图1.基于Bi2S3 / Pd的集成多功能设备示意图

该团队近两年来一直致力于通过制备性能优异的材料来为能源危机的解决提供新的思路和解决方法，前期成果以“Multi-3D hierarchical biomass-based carbon particles absorber for solar desalination and thermoelectric power generator”为题，在Journal of Materials Science & Technology（国产卓越期刊）上在线发表，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.05.023 ；以及“High-absorption solar steam device comprising Au@Bi2MoO6-CDs: extraordinary desalination and electricity generation”为题，在国际能源知名期刊Nano Energy上发表，该论文入选ESI高被引论文，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104298

　　供稿：材料与能源学院

　　编辑：李哲

责任编辑：王尽遥