二维(2D)纳米流控膜是渗透能量收集的有力候选材料，并得到了很大的发展。然而，利用二维纳米片的多种固有特性，如电子或光电性质，来实现智能离子输运，仍然缺乏足够的探索。近日我院刘佩研究员和许群教授带领学生成功制备一种具有高性能太阳-渗透能量转换的纳米纤维素/氧化钼(CNF/MoO3)非均相纳米流体膜，并揭示了表面等离子体共振效应(SPR)对阳离子选择性运输的调控。

SC-CO2驱动的MoO3非晶态缺陷工程显著增强了MoO3的电子浓度和电子离域，以及其在可见光和近红外区域的光吸收活性。这揭示了无定形MoO3的SPR电子机制。无定形MoO3的SPR特性使得非均相纳米流控膜具有可调的表面电荷和良好的光热转换性能。通过DFT计算和PNP模拟，论证了SPR对材料表面电子和光电子特性的调控，以及表面电荷密度和温度梯度对纳米流体膜中离子输运的影响。得益于SPR和光热效应的引入，体系的最大输出功率密度可以达到13.24 W/m2，优于目前的2D纳米流体膜。这项工作首次揭示了SPR对纳米流体中离子运输的调控及其机制，系统地研究了纳米流体膜中光子-电子-离子相互作用，也为促进渗透能转换提供了新的视角。

相关研究成果“Heterogeneous CNF/MoO3 nanofluidic membranes with tunable surface plasmon resonances for solar-osmotic energy conversion”发表在国际权威期刊Materials Horizons上，郑州大学河南先进技术研究院刘佩和许群以及中国科学院理化技术研究所的闻利平三位老师为该论文的通讯作者，文章的共同第一作者是我院硕士生郑萌萌和刘佩老师。

论文链接：https://doi.org/10.1039/D4MH00286E