南京大學朱嘉教授課題組高效太陽能海水淡化研究成果
AAO模板及AAO材料在海水淡化領域也出現了新的創新應用，納米材料領域的又一科技創新。麻省理工科技評論發布引人矚目的TR35最佳青年科技創新者中，AAO技術也在其中。下面是南京大學新聞網的一則新聞。
據南京大學新聞網2016年4月26日訊 我校現代工學院朱嘉教授課題組在高效太陽能海水淡化方面取得重要進展，相關研究成果以《3D self-assembly of aluminium nanoparticles for plasmon-enhanced solar desalination》為題發表于《自然－光子學》（Nature Photonics）上（DOI: 10.1038/NPHOTON.2016.75）。現代工程與應用科學學院副研究員周林與碩士生譚穎玲為論文的共同第一作者，朱嘉教授是論文的通訊作者，本項研究受到了祝世寧院士的指導與支持。
圖1. 等離激元增強太陽能海水淡化的設計示意圖
隨著人類社會的發展和生活水平的不斷提高，淡水資源形勢日益嚴峻，海水淡化作為獲取淡水的有效方法之一，引起廣泛關注。然而目前傳統的海水淡化裝置消耗大量熱能或電能，碳排放量大、裝置體積龐大，且淡化效率、效果均有待提高。利用太陽能光蒸餾的海水淡化技術低碳環保，然而多年來一直受限于較低的光熱轉換效率（約為30～45%）而無法大規模應用。朱嘉課題組在國際上首次利用等離激元增強效應實現了高效太陽能海水淡化（能量傳遞效率約90%，淡化前后鹽度降低4個數量級）。該研究發現，三維鋁顆粒等離激元黑體材料是實現高效率太陽能海水淡化的絕佳體系，圖1給出鋁顆粒黑體材料用于等離激元增強太陽能海水淡化的設計示意圖。首先，等離激元鋁黑體材料具有寬太陽光譜超高光吸收效率（在400～2500nm寬太陽光譜范圍平均吸收效率＞96%），確保了海水淡化過程中光熱轉換效率大大提高；其次，鋁納米顆粒的局域等離激元光學共振效應使得漂浮在水面的緊密排列的鋁顆粒附近區域產生極高的局部溫度和電磁場增強效應，非常有利于快速有效的淡水蒸汽產生，多孔結構又提供了有效的蒸汽逃離通道。最后，鋁顆粒等離激元黑體材料制備采用低成本金屬鋁為唯一原材料，采用了簡單可規模化生產的自組裝制備方法（圖2），測量表明，淡化后的水質為優于世界衛生組織標準的可飲用水，且材料的淡化性能表現出良好的穩定性和耐用性，這對高效率太陽能海水淡化技術的實用化將產生重要的意義。
圖2. 三維鋁顆粒等離激元黑體自組裝工藝與組裝前后光學照片對比圖
該項研究得到了國家重點基礎研究計劃（青年“973”），國家自然科學基金委群體及面上項目，中央高校基本科研業務費專項資金，江蘇省優勢學科等項目的資助。