近日，國(guó)際一流期刊JournalofMaterialsChemistryA(IF=8.9，一區(qū))在線發(fā)表了天津工業(yè)大學(xué)理學(xué)院光電功能材料與器件團(tuán)隊(duì)吳以治講師、張海明教授等的最新研究成果，題為“蒙特˙卡羅模擬輔助自組裝納米材料及其在快速制備蔥狀納米氧化鋅自清潔涂層中的應(yīng)用”。

能源和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，利用光伏器件開(kāi)發(fā)可商業(yè)化的太陽(yáng)能已成為國(guó)際社會(huì)亟待解決的熱點(diǎn)問(wèn)題。然而，目前太陽(yáng)能電池正遭受嚴(yán)重的粉塵污染，造成電池實(shí)際光電轉(zhuǎn)換效率減半甚至更多，而關(guān)于太陽(yáng)能電池防塵自清潔研究卻少有文獻(xiàn)報(bào)道，一般通過(guò)人工擦拭方法去除污染，不僅成本高昂而且安全隱患較大。

張海明教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種仿生自清潔納米結(jié)構(gòu)(即圖案化的蔥狀氧化鋅納米結(jié)構(gòu))，有望克服該問(wèn)題。他們通過(guò)膠態(tài)單晶這種軟物質(zhì)對(duì)氧化鋅納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程化調(diào)控，最終實(shí)現(xiàn)了超疏水自清潔，有良好的光伏器件自動(dòng)防塵應(yīng)用前景。

特別值得一提的是，對(duì)膠態(tài)單晶自組裝精準(zhǔn)調(diào)控這一世界性難題，他們聯(lián)合美國(guó)Pur?dueUniversity、國(guó)內(nèi)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等一流學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的研究人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年攻關(guān)，利用蒙特˙卡羅(MonteCarlo)方法進(jìn)行理論模擬，成功預(yù)言了最佳的組裝溫度這一挑戰(zhàn)，極大提高了實(shí)驗(yàn)效率。這一研究工作具有很好的科學(xué)意義和應(yīng)用前景，得到了審稿人“veryinteresting”等高度評(píng)價(jià)。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。